CZ20002435A3 - Způsob soustružení na programovatelném soustruhu, použití tohoto způsobu na vytváření zvláštních závitů na našroubovatelné pánvi umělého kyčelního kloubu a pánev umělého kyčelního kloubu - Google Patents

Description

Způsob soustružení na programovatelném soustruhu, použití tohoto způsobu na vytváření zvláštních závitů na zašroubovatelné pánvi umělého kyčelního kloubu a pánev umělého kyčelního kloubu

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu soustružení na programovatelném soustruhu pro výrobu nekruhových obrobků nebo obrobků s alespoň částečnými nespojitostmi svého obrysu, přičemž obrobek se otáčí ve sklíčidle vřetena soustruhu a přitom se pohybuje křížový suport s obráběcím nástrojem a vytvářejí se určité nekruhové obrysy složené z geometrických přechodových elementů. Vynález se dále týká použití tohoto způsobu na vytváření zvláštních závitů na zašroubovatelné pánvi umělého kyčelního kloubu a pánev umělého kyčelního kloubu.

Dosavadní stav techniky

Běžná technika soustružení představuje v principu již velmi dlouhou dobu známý způsob třískového obrábění na výrobu obrobků, například ze dřeva, kovu nebo plastu. V poslední době prochází technologie soustružení v důsledku zavedení a dalšího rozvíjení numerických řízení razantním rozšířením svých možností. V současné době není žádným problémem například dodržení konstantní řezné rychlosti podél celého obrysu povrchu. I nejkomplikovanější geometrické tvary mohou být vhodným programováním uskutečněny relativně jednoduše a vyrobeny ve velmi krátkém čase. Vedle toho byly takové stroje dále zhodnoceny dodatečným uspořádáním pohonu nástroje, takže takto komplikované obrobky mohou být obrobeny • · • · ·

• · soustružením nebo frézováním hotově na jedno upnutí. Přesto existují i zde určitá omezení, která se týkají buď faktoru času nebo určitých geometrických tvarů. Je například skutečností, že soustružení umožňuje podstatně kratší obrábění než frézování. Kromě toho se soustružením dosáhne lepší kvality povrchu. Když je možno v důsledku geometrie obrobku použít pouze frézování, musí se nutně počítat s podstatně delší dobou obrábění, popřípadě s vytvořením nerovnoměrného povrchu. Avšak i frézováním jsou geometrické možnosti omezeny. Například není možno každý roh frézovaného obrysu v radiální rovině osy frézy nikdy vyrobit ostřejší než je poloměr použité frézy. Obrysy s ostrými hranami mohou být sice vyrobeny protahováním, obrážením nebo erodováním, avšak za tím účelem se musí obrobek obrábět na jiném stroji. V případě erodování je potřebná doba extrémně dlouhá. Pro výrobu nekruhových obrysů jsou sice na trhu již dlouhou dobu dostupná takzvaná zařízení na tvarové vrtání, popřípadě tvarové soustružení, avšak tato zařízení mají svoji cenu, a vyžadují proto odpovídající kapitálovou investici. Kromě toho jsou tato zařízení připojitelná jen k existujícím rozhraním a omezena na předem stanovený obrys s dvourozměrnou nekruhovitostí. Dříve byly prováděny pokusy vylepšit soustruhy nástavbou speciálních mechanických konstrukčních skupin pro obrábění nekruhových obrobků. Takový soustruh je popsán například v německém spise DE 25 15 106. Kromě toho, že tento soustruh je velmi drahý a má složitou konstrukci, jsou jeho možnosti, které jsou beztak limitovány jen na výrobu dvourozměrných nekruhových geometrií, extrémně omezeny.

Geometrické možnosti nekruhového obrábění jsou, pokud se týká soustruhů, rozšířitelné na různé nástroje tehdy, když může být pohon řezného nástroje ovládán volně programovatelně. Takový nástroj je známý například z německého spisu DE 35 09 240 Al. U tohoto řešení se používají piezoelektrická nebo magnetostriktivní

nastavovací ústrojí, aby se prostřednictvím odpovídajícího elektrického ovládání dosáhlo dynamického řezného posuvu vůči obrobku. Pomocí těchto nastavovacích ústrojí je však možno dosáhnout jen velmi malých nastavovacích drah. Bylo by sice technicky možné, například použitím magnetodynamického systému, umožnit dosažení podstatně větších nastavovacích drah, avšak tyto nastavovací dráhy by byly omezeny, jak je výše uvedeno, na jedinou pohybovou osu. Pro dosažení určitého trojrozměrného nespojitého obrábění by bylo zapotřebí přidáním druhé nebo dokonce třetí ortogonálně uspořádané pohybové jednotky vytvořit nástroj s komplexními směry pohybu, avšak toto provedení by bylo příliš složité a velmi náročné, pokud se týká požadované řídicí elektroniky. Takový nástroj doposud nebyl použit.

Jsou známé i speciální soustruhy, které byly vyvinuty pro nekruhovité obrábění, například pístů spalovacích motorů. Moderní písty mají totiž mírně nekruhový průřez, zpravidla eliptický, aby docházelo ke kompenzaci anizotropního roztažení při ohřevu. Tyto písty však mají tvar velmi málo odlišný od kruhového tvaru, přičemž jejich obrys má kromě toho plynulý průběh. To znamená, že neobsahuje žádné skoky nebo extrémní nekruhovitosti. Proto vytvoření takového soustruhu nepředstavuje žádný vysoký stupeň obtížnosti. V principu postačí umožnit soustružnickému noži vykyvování s malou amplitudou v ose x týkající se průměru, přičemž v

suport se pohybuje podél obrobku vose z. Špička soustružnického nože přitom opisuje křivku, která má více nebo méně sinusový průběh, takže není vůbec zapotřebí extrémních zrychlení. Tato extrémní zrychlení by přes zredukovanou hmotnost celého systému byla beztak jen obtížně uskutečnitelná. Rozumí se, že takové stroje vyžadují vazbu otáčení obrobku s pohybem v ose x, avšak posuv v ose z je proveditelný volně. Výroba nekruhového obrysu je přitom skutečně omezena na dvourozměrnou rovinu průměru a může být

prostřednictvím osy z pouze rozšířena na třetí rozměr. Osa z se však přitom ve skutečnosti netýká vytváření nekruhových obrysů. Pojíždění suportu podél osy z ve skocích nebo s poněkud překrývající oscilací zde neexistuje.

Zvláštní stroj výše uvedeného druhu je popsán například v německém spise DE 40 31 079 Al, přičemž u tohoto provedení se navrhuje pro ovládání pohonu (například elektrického lineárního motoru nebo hydraulického systému) použitého pro oscilační pohyb soustružnického nože kromě již existujícího ovládání stroje použít přídavného ovládání počítačem, například osobním počítačem. Bez změny základního kinematického postupu je však takový stroj omezen na již existující a podobná provedení. Kromě toho je provedení takového zvláštního stroje poměrně drahé.

Úkolem vynálezu proto je vytvořit způsob obrábění obrobků s nepravidelnostmi nebo nespojitostmi svého obrysu, který jednak využije možností již existujících na příslušném stroji, pokud se týká křížového suportu a NC-řízení, aniž by potřeboval přídavná nářadí, jejichž použití by znamenalo překonat problémy spojené se setrvačností, a jednak současně rozšíří stupeň volnosti, pokud se týká nespojitosti vytvářeného obrysu, o alespoň jeden přídavný rozměr. Přitom by tento způsob měl pokud možno nahradit doposud používané frézovací operace.

Podstata vynálezu

Uvedený úkol splňuje způsob soustružení na programovatelném soustruhu pro výrobu nekruhových obrobků nebo obrobků s alespoň částečnými nespojitostmi svého obrysu, přičemž obrobek se otáčí ve sklíčidle vřetena soustruhu a přitom se pohybuje křížový suport s obráběcím nástrojem a vytvářejí se určité nekruhové obrysy složené

z geometrických přechodových elementů, podle vynálezu, jehož podstatou je, že soustružení se provádí nepravidelně tím, že křížový suport s obráběcím nástrojem se pohybuje s využitím naprogramování průběhu závitu v ose podélného posuvu synchronizované s natáčením vřetena a nekruhové obrysy se prostřednictvím programování vytvářejí ze skokových funkcí spojením souborů instrukcí s hodnotami pro adresové parametry, kterými jsou průměr (X), délka (Z) a stoupání (F), přičemž pro alespoň jeden z těchto adresových parametrů se v řetězci programových vět použije nepravidelný, to znamená skokové funkce obsahující, sled hodnot adresových parametrů.

Způsob podle vynálezu byl přihlašovatelem označen jako „nepravidelné soustružení“, při němž se obrobek upnutý ve sklíčidle vřetena stroje otáčí s výhodou konstantní frekvencí otáčení. Přitom se křížový suport s obráběcím nástrojem s využitím programování závitu v ose podélného posuvu pohybuje synchronizované s úhlem vřetena a vytvářejí se určité nekruhové obrysy, složené z geometrických přechodových elementů, a to prostřednictvím programování ze skokových funkcí spojením souborů instrukcí s hodnotami pro adresové parametry, to jest pro průměr (X). délku (Z) a stoupání (F). přičemž alespoň pro jeden z těchto parametrů se použije v řetězci programových vět nepravidelný sled skupin hodnot s alespoň jednou číselnou hodnotou pro každou skupinu hodnot. Tento způsob může být rozšířen přibráním parametru výška (Y) u příslušně vybavených strojů.

Přírůstky, které jsou u většiny zadání pro obrábění v řetězci programových vět pro alespoň jeden adresový parametr vytvořeny mezi číselnými hodnotami, představují nepravidelný sled ze skupin hodnot s alespoň jednou číselnou hodnotou v každé skupině hodnot, přičemž například odpovídající číselné hodnoty uvnitř jedné skupiny hodnot jsou větší než číselné hodnoty uvnitř jiné skupiny hodnot a/nebo znaménko uvnitř jedné skupiny hodnot je kladné a uvnitř jiné skupiny hodnot je záporné. V principu tvoří hodnoty naprogramované pro určitý adresový parametr v řetězci programových vět sled číselných hodnot, v němž se přikázané skokové funkce projevují jako takzvané nepravidelné kroky.

Zvláštní význam má způsob podle vynálezu svou možností použití ve všech třech rozměrech, a to bez přibrání osy y. Tato volnost obrábění se přičítá tomu, že nepravidelné kroky jsou programovatelné prostřednictvím X, Z a F vždy jednotlivě nebo v kombinaci mezi sebou navzájem.

Způsob je podle vynálezu rozšířen systémem skoků, přičemž nespojitosti, které mají být vytvořeny, se vytvářejí v za sebou následujících sekvencích z geometricky vůči sobě přesazených cyklu soustružení.

Způsob podle vynálezu nevyžaduje ani speciální nářadí ani přídavná NC-řízení a spočívá pouze v použití možností daných řízením stroje a odpovídajícím software a je omezen pouze dynamikou celého systému. Za tím účelem se použijí například známé soubory instrukcí G 31, G 33, G 34, G 37, popřípadě G 131 atd., jakož i například adresový parametr X (velikost průměru), Z (velikost délky), F (stoupání závitu), B (délka náběhu), P (délka přeběhu), C (počáteční úhel vřetena), H (vztažný směr pro F) a E (změna stoupání) nebo vložitelné bloky s individuálním softwarem. Není však ani vyloučeno, že na základě zde navrženého způsobu budou v budoucnosti v průmyslu sériově nabízeny rozšířené možností programování.

*··· ···

Výše uvedená dynamika celého systému se skládá z mechanické a elektronické dynamiky stroje. Přitom je mechanická dynamika závislá na hmotnosti křížového suportu a reakční rychlosti pohonu, sestávajícího například ze závitových vřeten, motorů a převodovky. Naproti tomu je elektronická dynamika předem dána operační rychlostí řízení a jeho vazbou s elektromotorickými pohony. Proto je způsob podle vynálezu vhodný pro soustruhy nejnovější generace opatřené digitálními pohony a nejrychlejšími počítači pro extrémní obrábění nespojitostí, zatímco použití způsobu na starších strojích je odpovídajícím způsobem omezeno. Toto omezení se může částečně potlačit využitím redukovaných řezných rychlostí při obrábění, protože z toho vyplývají nižší otáčky vřetena a odpovídajícím způsobem snížené rychlosti posuvu.

Velmi jednoduché použití způsobu podle vynálezu spočívá například v soustružení excentrických čepů. Při tomto soustružení se prostřednictvím zřetězení souborů instrukcí, například pomocí souboru instrukcí G 33, uskuteční rozdělení natočení po 180* vůči obrobku tím, že najížděcí souřadnice se vždy programují v osách X a Z a stoupání v F, přičemž přírůstky mezi hodnotami programovanými v ose Z pro uvedený úhlový krok o hodnotě vždy 180* musí v principu odpovídat polovině naprogramované hodnoty stoupání. Naproti tomu hodnoty v ose X přeskakují při každém polovičním kroku o velikosti 180* mezi větší a menší naprogramovanou hodnotou průměru, přičemž teoreticky střední hodnota odpovídá průměru a poloviční rozdíl odpovídá excentricitě čepu, který je vyráběn. Pro zjednodušení programu se mohou skoky, které se opakují v ose Z, respektive v ose průměru, u některých řízení zavést jako takzvané proměnné. Protože pro popsaný příklad obrábění je změna průměru zpravidla větší než zamýšlený posuv ve formě stoupání, bude řízení stroje v normálním případě vypočítávat programované stoupání s posuvem v ose X. Proto musí být pro stoupání F zadána dráha • · ohledně průměru na jednu otáčku, tedy dvojnásobek rozdílu průměrů, když se přeskok souborem instrukcí, například s H, nepotlačí. Z popsaného programování vznikne teoretická křivka dráhy křížového suportu ve tvaru nepřetržité klikaté linie. Ve skutečnosti se na základě různých tlumivě působících faktorů, jako je například vyšší hmotnost křížového suportu a nedostatečná tuhost regulačního obvodu, dosáhne stále se opakujícího kvazisinusového průběhu pohybu křížového suportu při jeho posuvu podél obrobku, takže přes programování, které je v principu primitivní, vznikne udivující kruhovitost excentrického čepu. Jinak může dojít ke zkreslení, že rozměry naměřitelné na obrobku neodpovídají přesně naprogramovaným hodnotám. Proto je nutno číselné hodnoty, které mají být naprogramovány, zjistit na zkušebních kusech. Podle nich jsou ovšem tyto číselné hodnoty reprodukovatelné na příslušném stroji s vyšší přesností.

Výše popsaný postup může být přizpůsoben pro soustružení eliptických těles tím, že se stanoví naprogramovaná klikatá křivka s dvojitým rozdělením, to jest s úhlovými kroky po 90*. Oba střídavě naprogramované průměry nyní popisují teoreticky největší a teoreticky nejmenŠí průměr elipsy. Stoupání vypočítané potom obvykle řízením v ose X musí být potom naprogramováno se čtyřnásobkem rozdílu průměrů.

Odpovídajícím způsobem se postupuje, když má být vyroben polygon neboli mnohoúhelník, přičemž je zapotřebí rozdělení úhlových kroků po 60*. Takové obrábění je zajímavé například při vyrábění drážky zapíchnuté v rovné boční stěně, jakou je v současné době například mazací drážka záběrových kotoučů nebo čisticí drážka u brzdových kotoučů. U těchto uvedených příkladů není pro dosažení náležité funkce zapotřebí přesného vytvoření drážek, takže případné odchylky od jejich průběhu nemají žádný význam.

···· ···

U výše popsaných příkladů se jedná o relativně harmonické nekruhové obrábění s konstantním posuvem ve směru podélné osy při pevně naprogramovaném stoupání. Bez dalších opatření je však možné toto programování rozšířit vložením pomocných bodů a dospět tak k perfektnímu obrysu. Způsob podle vynálezu se zde však ještě dále rozvíjí tím, že pro třískové obrábění obrobků s větší nespojitostí, popřípadě s hranatým obrysem, nebo pro uskutečnění vyšší přesnosti průběhu se navrhuje použití měnících se hodnot stoupání, například i ve spojení s jemnějším rozdělením obrysu. V programu se dráha křížového suportu pro dosažení určitého obrysu popisuje sdruženým souborem instrukcí, například souborem instrukcí G 33, a pro každou programovou větou se stanoví jiné stoupání, přičemž v extrémním případě má první programová věta velmi malou hodnotu pro stoupání F, další programová věta velmi velkou hodnotu pro stoupání F, atd., takže vznikne například sled z plynulých a trhavých pohybů křížového suportu. Tímto způsobem je možno uskutečnit soustružení velkých množství nerovností, například i na plášťových plochách zakřivených těles.

Stejným způsobem se pomocí způsobu podle vynálezu použijí řetězce souřadnic z příslušných hodnot pouze v osách X a Z nebo rovněž ve spojení se skokovými hodnotami F, aby bylo možno uskutečnit takové nespojité průběhy obrysu. Například je možno naprogramovat posuv v jedné nebo obou osách jako takzvaný poutnický krok, přičemž po určité dráze posuvu dopředu následuje vždy například zpětný (kratší) skok, za nímž opět následuje například větší posuv směrem dopředu. Takové obrábění je možno chápat například jako střídavé řezání sdružených pravých a levých závitů se stoupáním, které je za určitých okolností nesymetrické.

Způsob podle vynálezu umožňuje i třískové obrábění nespojitě probíhajících obrysových elementů vyčnívajících ze skloněné nebo zakřivené plášťové plochy, přičemž jednou stranou soustružnického nože se v podstatě obrábí bok nespojitě probíhajícího obrysového elementu a špičkou soustružnického nože se obrábí v podstatě plášťová plocha. Přitom se odpovídajícím programováním počátečního a koncového bodu, jakož i stoupání, vede špička soustružnického nože po dráze probíhající v podstatě tangenciálně vůči plášťové ploše a jednou stranou soustružnického nože se naprogramovanou změnou tangenciální rychlosti pohybu a/nebo směru pohybu vytváří bok nespojitě probíhajícího obrysového elementu.

U popsaného programování je zejména zapotřebí dbát na to, aby se správně použil vztažný směr pro F, který se obvykle označuje adresovým parametrem H. Obvykle se pod H stanovuje, se kterou osou se vypočítá dopředný posuv, který odpovídá stoupání závitu naprogramovanému pod F. Bez údajů nebo s H=0 se dopředný posuv vztahuje na osu Z, tedy v principu na podélné, kuželové a odpovídající sdružené závity do maximálně 45* vůči ose Z. Má-li H hodnotu 1, týká se výpočet dopředného posuvu osy X, tedy v zásadě spirálního, kuželového a odpovídajícího sdruženého závitu do maximálně 45* vůči ose X. Kromě toho je hodnotou H=3 dán dopředný posuv na dráze závitu. U sdružených závitů na zakřivených plochách může snadno dojít k tomu, že mezní hodnota 45* se překročí a řízení stroje potom automaticky přeskočí na výpočet v další ose. Tento výpočet se musí potom buď například přepočítat a uvést v programu vědomě zfalšované nebo se musí přeskok prostřednictvím softwaru potlačit, v případě, že řízení již obdrželo odpovídající soubor instrukcí.

Způsob podle vynálezu se ještě rozšíří návrhem spočívajícím v tom, že meze použití existující na základě omezené dynamiky stroje ·· ·· • · * ·

··♦· se překonají tím, že pro extrémní geometrie obrábění se použije prokládání obráběcích sekvencí. Přitom se jedná o určitý druh přeskakování, při němž se v prvním obráběcím cyklu obrábí například první obrysový element, avšak přitom se vypustí druhý obrysový element, aby se po klidné dráze opět najelo na třetí obrysový element atd. Obrysové elementy vynechané pří prvním obráběcím cyklu se obrobí v druhém obráběcím cyklu, při němž jsou zase vynechány obrysové elementy z prvního obráběcího cyklu. Tento způsob zohledňuje překmítnutí celého systému, které vyplývá z náhlého pohybu naprogramovaného s maximální rychlostí posuvu, protože celý systém není schopen požadovaným způsobem objet obrysový element následující v krátké vzdálenosti. Za účelem provedení způsobu podle vynálezu je sice zapotřebí v důsledku například dvou nebo i více obráběcích sekvencí počítat sice s delším časem, který je však vůči frézování stále ještě podstatně kratší.

Uvedený úkol dále splňuje použití způsobu podle vynálezu. Toto použití slouží podle uvedených příkladů provedení současně k bližšímu objasnění způsobu podle vynálezu. Navržené použití se týká výroby závitů samořezných zašroubovatelných pánví umělého kyčelního kloubu, které jsou určeny pro takzvanou bezcementovou implantaci u lidí. Takové zašroubovatelné pánve jsou k dostání na trhu v nejrůznějších provedeních. Pro spolehlivou a trvalou integraci a rovněž pro výhodnou manipulovatelnost při implantování má tvar závitu rozhodující význam. Bylo již zjištěno, že velká kontaktní plocha implantátu určeného pro uložení v kosti bez zátěžových špíček a profil závitu se sklonem k pólu pánve představují dobré předpoklady pro zabránění uvolnění. Kromě toho musí mít taková zašroubovatelná pánev dobrou taktilianci, čímž se při zašroubování pánve označuje zjištěná citlivost nasazení tělesa pánve na připravenou kostní úložnou plochu v acetabulum. U dosavadních typů zašroubovatelných pánví zde existuje potřeba možnosti manipulace, • · · « · • · · · · • · · · ·*♦· ·· ··* · « ·· protože u nich po implantování existují buď nežádoucí volné prostory u kostní mezní plochy nebo tyto pánve mohou být zašroubovány pouze s vynaložením velké síly, což znamená, že jejich taktiliance je nedostatečná.

Jedna skupina zašroubovatelných pánví je opatřena takzvaným plochým závitem, u něhož boční plochy závitového žebra jsou navzájem paralelní. Je obvyklé, když se závitová žebra za účelem vytvoření řezných hran, neboli břitů, v určitých odstupech přeruší vytvořením drážek pro odvod třísek vzniklých při řezání. U tohoto druhu závitu musí být řezná síla při samořezném zašroubování plně vyvinuta radiální směrem ven odvrácenou horní plochou závitového zubu, respektive zde existujících břitů. Bez dalších opatření však průběh křivky tvořené horními plochami jednotlivých segmentů závitu opisuje v axiálním pohledu od strany pólu zašroubovatelné pánve spirálu, jejíž přesná dráha závisí na tvaru tělesa pánve a na stoupání závitu. S pokračujícím vinutím se zvětšuje radiální odstup této křivky od polárního středu. Konec každého segmentu závitu se proto nachází v radiálně vzdálenějším místě směrem ven než jeho začátek. Tímto způsobem vznikne při zašroubování takové pánve svěrací účinek, který se zmírní pouze silami (na způsob rašplování) působícími zdrsněným povrchem implantátu na kostní materiál. Proto takové implantáty vyžadují vynaložení zbytečně vysoké síly na zašroubování.

Dále jsou známé zašroubovatelné pánve s plochým závitem, jejichž závitové segmenty jsou po skupinách frézováním opatřeny podbroušením. V důsledku zvoleného druhu obrábění však vzniknou přímé horní plochy, které probíhají odsazené jako sečny kružnice tvořené příslušnými břity. Tímto provedením mohou být zašroubovatelné pánve s takovým závitem zašroubovány sice relativně lehce, avšak v důsledku zmenšené výšky závitových zubů ·* · ···· mají menší plochu pro přenos sil. Velmi nevýhodné je zejména vytvoření mezer v oblasti čela závitových zubů mezi implantátem a kostí, jakož i pákový účinek působící na kostní substrát v důsledku žlábků mezi zuby, proříznutých příliš hluboko. Proto se ani zašroubovatelné pánve tohoto provedení nevyhýbají kritickému pohledu z čistě medicínského hlediska.

V patentu US 4 997 447 je uvedena zašroubovatelná pánev, jejíž horní plochy jednotlivých segmentů závitů mají tvar oblouku, přičemž úhel čela se vytvoří tím, že poloměr tohoto oblouku, vystupující z pólu pánve, se s přibývající vzdáleností od břitu zmenšuje. U této zašroubovatelné pánve by se mělo bez ztráty možnosti dobrého zašroubování silně zmenšit výše popsané nebezpečí tvoření mezer. Pro její výrobu je však zapotřebí dlouhé doby, protože navržené provedení vyžaduje úplné objetí hlavy zubů frézou.

Zašroubovatelné pánve výše popsaného druhu s plochým závitem se mohly doposud uplatnit na trhu jenom do určité míry. V současné době se zdá, že většího rozšíření doznaly zašroubovatelné pánve s takzvaným ostrým závitem. Avšak i u této skupiny existuje principiálně výše popsaný komplex problémů z hlediska nepřijatelného chování při zašroubování a vytváření mezer v kontaktní oblasti. Různé pokusy o snížení síly potřebné pro zašroubování vedly mimo jiné k tomu, že vyfrézované drážky pro odvod třísek otevírají segmenty závitu velmi široce. Tím se ztratí hodnotná kontaktní plocha společně s vytvořením prodloužených dutin, respektive kostních oblastí vyloučených z přenosu sil.

Doposud se na trhu neobjevila žádná provedení zašroubovatelných pánví s ostrým závitem s úhlem hřbetu jednotlivých segmentů závitu. Zřejmě to souvisí s tím, že provedení tohoto úhlu hřbetu je spojeno s velkými obtížemi a jeho vytvoření • · 1 ^w ···· ·«· «··»:»« *··*·»»* frézováním, které se nejprve nabízí, však vyžaduje kromě velmi náročného programování i velmi dlouhou dobu obrábění. Tyto obtíže jsou odůvodněny tím, že u ostrých závitů musí být podle průběhu drážek pro odvod třísek použita alespoň jedna z bočních ploch závitového zubu k vytvoření břitu. Když nyní má být za břitem vytvořen úhel hřbetu, musí být příslušná boční plocha příslušného segmentu závitu podfrézována až k následující drážce pro odvod třísek pod shodným úhlem. Přitom vznikne problém v tom, že fréza nemůže při zakřivené plášťové ploše současně správně obrábět i dno žlábku závitu. Potom existuje volba buď počítat podél celého boku zubů se stále se zvětšujícím žlábkovým prohloubením nebo s odpovídajícím způsobem narůstajícím stupňovitým zbytkem. Tento zbytek by musel být potom pomocí alespoň jednoho dalšího frézovacího postupu odstraněn.

Způsobem podle vynálezu je nyní umožněno vyrábět tyto závity pánve pro umělý kyčelní kloub perfektně a v krátkém čase. Přitom nehraje žádnou roli, zda obrábění nespojitostí pro vytvoření určitého průběhu jednotlivých segmentů závitů by se provádí na ploše jejich pólu, rovníkové kružnice nebo horní ploše, popřípadě na několika z těchto ploch. Vzhledem k volné programovatelnosti obráběcí dráhy je nejen možno vytvořit libovolný profil závitového zubu, nýbrž je možno dosáhnout i téměř libovolného průběhu vytvářených částí závitového zubu s určitým sklonem. Současně je možno celý průběh závitu perfektně přizpůsobit plášti tělesa pánve. Proto je možno použít způsob podle vynálezu pro veškeré známé tvary pánví, například pro sférický, asférický, parasférický, kónicko-sférický, kónický, válcový, parabolický, toroidní tvar, atd.

Způsob podle vynálezu může být bez problémů zkombinován s jinými známými způsoby výroby závitů pro pánve umělých kyčelních kloubů, například se způsobem známým z evropského patentového spisu EP 0 480 551, nebo se způsobem uvedeným v německém spisu DE 44 00 001, a to pro výrobu závitu s proměnlivě modifikovatelným profilem závitu. Zvlášť výhodnou se jeví kombinace podle mezinárodní patentové přihlášky WO 97/39702 s profilem závitového zubu překlopeným k pólu pánve a s plynule se měnícím stoupáním závitu.

Proto se podle vynálezu navrhuje u pánví umělých kyčelních kloubů s profilem zubu zužujícím se směrem k hlavě závitového zubu vytvořit segmenty závitu, oddělené navzájem drážkami pro odvod třísek, vždy s takzvanými šroubovými plochami, jejichž směr rozložení je natočen v závislosti na úhlu stoupání šroubovicového průběhu drážky pro odvod třísek. Šroubovými plochami se přitom myslí takové plochy, které vzniknou rotací určitého zubového profilu s konstantní radiální vzdáleností od osy pánve a s konstantním stoupáním kolem této osy. Například u lichoběžníkového zubového profilu tímto způsobem vzniknou tři šroubové plochy, jedna jako horní plocha a dvě jako boční plochy. Přitom mohou být tyto šroubové plochy ve své patní oblasti podél svého rozložení zkráceny, když zubový profil při určitých geometriích pláště zašroubovatelné pánve zabíhá do plášťové plochy. Plochy následující za břitem na začátku příslušného segmentu závitu mají proto neutrální úhel, tedy ani svěrný úhel ani úhel hřbetu. Tím jsou odstraněny nežádoucí svěrací účinky, a přesto je na všech stranách segmentu závitu zaručen kontakt s kostí. Aby mohl břit uspořádaný na začátku příslušného segmentu závitu plnit optimálně svoji funkci, musí vyčnívat nad předcházející segment závitu. Toho se v prvé řadě dosáhne tím, že pro šroubové plochy následujícího segmentu závitu se použije většího poloměru než pro šroubové plochy předcházejícího segmentu závitu. Navíc se směry rozložení jednotlivých segmentů závitu vůči sobě navzájem v závislosti na úhlu stoupání šroubovicového průběhu drážek pro odvod třísek natočí, přičemž výhodné je natočení blížící • · · · · ·· se úhlu stoupání šroubovicového průběhu, aby došlo k vytvoření pozitivního přesahu břitu.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na výhodném použití podle dvanácti obrázků, na nichž obr. 1 znázorňuje polokulovou zašroubovatelnou pánev s plochým závitem na horní straně podle dosavadního stavu techniky, obr. 2 polokulovou zašroubovatelnou pánev s plochým závitem na horní straně podle dosavadního stavu techniky, opatřeným úhlem hřbetu, obr. 3 polokulovou zašroubovatelnou pánev podle vynálezu s plochým závitem z jednotlivých segmentů se šroubovými plochami na horní straně, obr. 4 polokulovou zašroubovatelnou pánev podle vynálezu s ostrým závitem z jednotlivých segmentů se šroubovými plochami na všech stranách, obr. 5 dva závitové segmenty zašroubovatelné pánve z obr. 1, obr. 6 dva závitové segmenty zašroubovatelné pánve z obr. 2, obr. 7 dva závitové segmenty s úhlem hřbetu a obloukovou horní plochou, obr. 8 dva závitové segmenty zašroubovatelné pánve z obr. 3, obr. 9 dva závitové segmenty zašroubovatelné pánve z obr. 4, obr. 10 tři závitové segmenty zašroubovatelné pánve z obr. 3 a vysokodynamickou dráhu nástroje, obr. 11 tři závitové segmenty zašroubovatelné pánve z obr. 3 a dráhu nástroje střední dynamiky se skokovým postupem, obr. 12 tři závitové segmenty zašroubovatelné pánve z obr. 3 a překmitávající dráhu nástroje se skokovým postupem.

·

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněn pohled na pól polokulového zašroubovatelné pánve 1., označované dále pouze jako pánev i, s plochým závitem podle dosavadního stavu techniky v asi l,3násobném zvětšení. U znázorněného příkladného provedení má pánev 1 jmenovitý průměr 54 mm, střední výšku zubu 2,6 mm, stoupání 5 mm a průměr dnového otvoru 9 činí 22 mm. Tyto základní rozměry pánve 1 byly u obr. 2 až 4 pro usnadnění vzájemného porovnání zachovány.

Na dnový otvor 9 pánve 1 navazuje kopulovitá oblast 6 tělesa pánve £. Průměr tělesa pánve 1 je u znázorněného provedení představován pouze rovníkovou okrajovou částí 10. Chod závitu začíná na straně pólu v prvním závitovém segmentu 7 a stoupá až před závitový segment 2 do celé své výšky. Na obr. 1 jsou vztahovými značkami označeny jen dva závitové segmenty 2, 3. ve tvaru zubů, protože tyto závitové segmenty 2, 3. jsou dále podrobně znázorněny na obr. 5. Jak horní plochy 4, tak i hrany 5. jednotlivých závitových segmentů, vytvořené vždy na patě zubu u tělesa pánve 1_, s výjimkou počáteční a koncové oblasti chodu celého závitu, leží ve dvourozměrném znázornění vždy na křivce ve tvaru spirály. Přitom celý chod závitu obsahuje přibližně čtyři otáčky. Dno 8. závitu nacházející se mezi závitovými segmenty tvoří polokulový plášť tělesa pánve 1. Za účelem vytvoření drážek 11 pro odvod třísek, respektive břitů, se v plynulém závitovém zubu provede dvanáct zářezů bez šroubovicového průběhu. Přitom se zářez provede pod úhlem přibližně 10 , aby se na hlavě závitového segmentu vždy vytvořil pozitivní úhel čela.

Příkladné provedení pánve 12 podle obr. 2 s plochým závitem podle dosavadního stavu techniky je vytvořeno dodatečným frézováním pánve 1 z obr. 1. Proto dnový otvor 20. kopulovitá oblast 17. dno 19 závitu a drážky 22 pro odvod třísek, jakož i hrany 1 6 mezi jednotlivými závitovými segmenty a tělesem pánve 12., odpovídají zcela provedení podle obr. 1. Za účelem zachování konstantní střední výšky závitového zubu byly kvůli polokulovému obrysu pánve 12 jednotlivé závitové segmenty dodatečně frézovány. Přitom se začátek závitu na straně u pólu přesunul na závitový segment IR. Přímé vnější plochy 15 jednotlivých závitových segmentů nyní probíhají jako sečny kružnice, která je vytvořena příslušnými břity, ležícími vždy vpředu ve směru zašroubování pánve 12, a v synchronizaci s drážkami 22 pro odvod třísek tak, že vůči této kružnici jsou vytvořeny úhly hřbetu. Vliv břitů na snížení síly potřebné pro zašroubování pánve 12 se rozvíjí okolností, spočívající v tom, že radiální vzdálenost břitů od osy pánve 12 je stále větší než odpovídající radiální vzdálenost konce předchozího závitového segmentu. Dva závitové segmenty 13 a 14 budou později podrobněji objasněny podle obr. 6.

Příkladné provedení pánve 23 podle vynálezu, znázorněné na obr. 3, odpovídá svým polokulovým tvarem a svými základními rozměry, jakož i dnovým otvorem 31, na něj navazující kopulovitou oblastí 28. hranou 27 mezi závitovými segmenty a pláštěm pánve 23., dnem 30 závitu, průměrem 32 a drážkami 33 pro odvod třísek opět provedení podle obr. 1. Chod plochého závitu začíná prvním závitovým segmentem 29 zubového tvaru, který má menší výšku, za nímž následuje sled čtyř dalších závitových segmentů zubového tvaru, jejichž výška se skokovitě zvětšuje, dokud závitový zub svým závitovým segmentem 24 nedosáhne své úplné výšky. Paralelně probíhající boky každého jednotlivého závitového segmentu sousedí vždy s vně ležící částí tvořenou válcovou plochou 26 koaxiální s osou pánve 23, přičemž válcový průměr se od závitového segmentu k závitovému segmentu stupňovitě zmenšuje. Tento princip provedení může být uskutečněn podle potřeby i prostřednictvím příslušné části sestávající z odpovídající šroubové plochy ležící koaxiálně s osou pánve 23.. Popsaným provedením není na závitových segmentech vytvořen ani svěrací úhel ani úhel hřbetu. Úhlu hřbetu zde není vůbec zapotřebí, protože síly pocházející z drsnosti povrchu (na způsob rašple) brání při neutrálním relativním pohybu svírání v průběhu zašroubovávání pánve 23.. Tím se potlačí nevýhodné vytváření mezer mezi implantátem a uložením v kosti. Přesto však dochází k působení vždy více vně se nacházejícího břitu závitového segmentu, protože tento břit má od osy pánve 23 větší radiální vzdálenost než před ním se nacházející břit. Výsledkem je potřeba velmi nízké síly pro zašroubování pánve 23 s větší taktiliancí, jakož i výtečná primární a sekundární fixace implantátu.

Další příkladné provedení polokulové zašroubovatelné pánve 34. je znázorněno na obr. 4. I u tohoto provedení byly jednotlivé podrobností, jmenovitě dnový otvor 42, kopulovitá oblast 39. dno 41 závitu, průměr 43 a drážka 44 pro odvod třísek v nezměněné formě převzaty z již znázorněných příkladných provedení. Na rozdíl od těchto provedení je však znázorněný závit proveden jako ostrý závit s profilem závitového zubu v principu ve tvaru trojúhelníku. Tato skutečnost není ve dvourozměrném znázorněn patrná. Podobně jako u výše uvedených provedení začíná chod závitu ve tvaru zubu malým prvním závitovým segmentem 40 a jeho výška stoupá v několika stupních, dokud před závitovým segmentem 3 5 nedosáhne své konečné (střední) výšky. Hlavou zubu tvořená hrana 37, která u skutečně špičatého trojúhelníkového průřezu závitového zubu existuje prakticky pouze jako čára, je pro každý jednotlivý závitový segment šroubovicovou čarou s konstantním odstupem od osy pánve 34. přičemž tato šroubovicová čára je na obr. 4 znázorněna pouze jako oblouk s pevným poloměrem vycházejícím ze středu pánve 34. U zvoleného ostrého závitu je v důsledku vytvoření drážky 44 pro • » • · • · · · ·· ·# odvod třísek bez šroubovicového průběhu břit vytvořen na obou bocích závitového zubu. V případě, že drážka 44 pro odvod třísek bude mít šroubovicový průběh, přemístí se břit na jeden z boků závitového zubu. Plochy na obou stranách závitových segmentů jsou u znázorněného provedení šroubovými plochami, přičemž stoupání plochy na straně pólu odpovídá stoupání rovníkové plochy, i když optický dojem je, vzhledem k průměru pánve 34, který se vůči rovníkové kružnicí zvětšuje, jiný. Tím se zdá, že hrana 38 vytvořená na patě zubu mezi závitovými segmenty a pláštěm pánve 34 zabíhá směrem dozadu do pláště pánve 34.· Protože šroubové plochy závitového segmentu, který je při zašroubovávání vždy následující, mají větší radiální vzdálenosti od osy pánve 34. vyčnívají bří ty po obou stranách vůči vždy předcházejícímu závitovému segmentu do stran, popřípadě radiálně směrem ven, a zajišťují snadný řez při zašroubovávání pánve 34. I v tomto případě je vzhledem k neutrálnímu úhlu vytvořenému rozložením závitových segmentů potlačen vznik mezer v oblasti kontaktu s kostí.

Výše uvedené skutečnosti týkající se jak dosavadního stavu techniky, tak i provedení podle vynálezu, budou v dalším textu podrobněji objasněny na detailním vyobrazení ve zvětšeném měřítku, protože určité detaily lze z celkového pohledu seznat jen obtížně.

Na obr. 5 jsou ve zvětšeném měřítku znázorněny dva závitové segmenty 2, 3. z obr. 1. Závitový segment 2 má břit 45 nacházející se na čele jeho horní plochy 46 a závitový segment 3. má stejný břit 47 na odpovídající horní ploše 48.. Kružnice 49, kterou opisuje břit 45 v průběhu zašroubovávání pánve, má pevný poloměr kolem osy pánve a je znázorněna čerchovanou čarou. Je dobře vidět, že část příslušného závitového segmentu 2, 3. zasahuje za tuto kružnicí 49., což všeobecně musí vést k svěracím účinkům.

• ·

• · · ···· ··· ··· ····

U provedení závitových segmentů 13. 14 podle obr. 6 podle příkladu, znázorněného na obr. 2, není nutno obávat se takového svěracího účinku, protože horní plochy 51, 53 jsou za břity 50, 52 podfrézovány pod úhlem hřbetu. Přitom se kružnice 54. kterou opisuje břit 50, nedotýká v žádném místě horní plochy příslušného závitového segmentu. V této oblasti ovšem zůstává nežádoucí volný prostor. Tento volný prostor je tím větší, čím menší je počet drážek pro odvod třísek. V tomto případě jsou zejména pánve například v extrémním případě je se šesti drážkami pro odvod třísek znevýhodněny. Znázorněné provedení se spíše použije u kónických pánví, protože potom mohou být závitové segmenty velmi racionálně přefrézovány takzvaně ve svazku. Z medicínského hlediska se však tento argument musí odmítnout.

Tento problém je však do jisté míry odstranitelný pomocí provedení závitových segmentů 60, 61 podle obr. 7. I v tomto případě jsou horní plochy 56, 58 závitových segmentů 60, 61 za svými břity 55, 57 opatřeny vůči kružnici 59 úhlem hřbetu, takže se zabrání sevření při zašroubování pánve. Vzhledem k obloukovému tvaru horních ploch 56, 58 je však tvořící se volný prostor relativně malý, a proto spíše akceptovatelný. Tento požadovaný obloukový tvar však doposud vyžadoval vyšší náklady na frézování, protože jednotlivé závitové segmenty bylo nutno při výrobě v principu jednotlivě tangenciálně objíždět. Pomocí způsobu podle vynálezu je však možno znázorněný geometrický tvar jednotlivých závitových segmentů vyrobit velmi racionálně jen na jedno upnutí na soustruhu s numerickým řízením počítačem CNC.

Pro srovnání je podle vynálezu zvlášť navržené provedení příslušných vnějších ploch jednotlivých závitových segmentů jako takzvaných šroubových ploch, jak již bylo znázorněno na obr. 3, znázorněno ve zvětšeném měřítku na obr. 8 na dvou závitových • · segmentech 24. 25. Horní plochy 63. 65 závitových segmentů 24. 25. vycházející z příslušných břitů 62. 64. mají pevný poloměr 66. který je definován vzdáleností břitů 62. 64 od osy 67 pánve. Na obr. 8 se proto čerchované znázorněná kružnice s pevným poloměrem 66. kterou opisuje břit 62. shoduje s horní plochou 63. Protože poloměr závitového segmentu 25 je větší, zasahuje jeho břit 64 při zašroubovávání pánve za břit 62 předchozího závitového segmentu 24. Proto může příslušný břit a na něj navazující čelní plocha s kladným úhlem čela vnikat do kostního materiálu a s relativně lehkým řezem odvádět třísky do drážky pro odvod třísek.

Provedení podle obr. 9, znázorňující ve zvětšeném měřítku situaci z obr. 4, se od provedení podle obr. 8 liší tím, že závit není proveden jako plochý závit, nýbrž jako ostrý závit. I u tohoto provedení jsou vnější plochy jednotlivých závitových segmentů 3 5, 36 vždy provedeny jako šroubové plochy. Vzhledem k šikmým bočním stranám a stoupání, popřípadě postavení, závitových segmentů, jakož i k polokulovému obrysu pánve, se zdá, že hrana na patě zubu u pláště pánve svým zadním koncem 73. 74 zabíhá do tělesa pánve. Ve skutečnosti však při otáčení pánve nedochází k žádnému radiálnímu posunování profilu zubu, protože příslušné vnější hrany 69. 71 mají neměnný poloměr od osy pánve. Z trojúhelníkového tvaru průřezu zubu u znázorněného příkladu provedení vznikne přemístění příslušného břítu na alespoň jednu z obou bočních ploch příslušného závitového segmentu, popřípadě pro drážky pro odvod třísek provedené bez šroubovicového stoupání. Na obr. 9 je znázorněn pouze břit 68, 70 na straně pólu. Zadní břity, vzdálenější od pólu, jsou zakryty. Vnější hrana 69 leží na kružnici s pevným poloměrem 72 od osy 75 pánve. Potřeba menší síly vynaložené na zašroubování pánve vyplývá u tohoto provedení ze vzájemného radiálního přesazení jednotlivých závitových segmentů, čímž dochází k tomu, že • 4 do stran více než jednotlivé břity vždy vyčnívají směrem ven předcházející břity.

Pro lepší pochopení provádění způsobu podle vynálezu pro navržené výhodné použití při výrobě závitu na pánvi jsou skutečnosti z obr. 3 a 8 ještě jednou blíže rozvedeny na obr. 10 až 12. Na každém z těchto obr. 10 až 12 jsou znázorněny závitové segmenty 24. 25, 76 plochého závitu, jakož i břit 62 na horní ploše 63 a její čerchovaně znázorněná kružnice 77 s poloměrem 66 vycházejícím z osy pánve. Přitom bylo měřítko oproti předcházejícím obrázkům poněkud zmenšeno.

Na obr. 10 je znázorněna dráha 78, kterou opisuje obráběcí nástroj (například břitová destička), která je ekvidistantně přesazena vůči horním plochám jednotlivých závitových segmentů, a která může být ve znázorněném provedení vytvořena extrémně dynamickým soustruhem prostřednictvím vhodného programování. Vzdálenost dráhy 78 od obrysu, který má být obráběn, byla zvolena tak, aby její průběh byl viditelný v celém jejím rozsahu. V dráze 78 jsou obsaženy dvě nespojitosti 79. 80, které byly prostřednictvím programování vědomě umístěny do míst, která se odstraní při následujícím frézování drážek pro odvod třísek. Ačkoli jsou tyto nespojitosti 79, 80 dráhy 78 přechodovými funkcemi, vytvoří se jimi mezi navzájem za sebou následujícími závitovými segmenty radiální skoková funkce. Tato radiální skoková funkce existuje v každém případě, pokud se týká navrženého programování, přičemž je nutno zavést alespoň dvě za sebou následující souřadnice stejného průměru s drahou v ose Z přizpůsobenou zadanému obrábění, jakož i odpovídající stoupání a v návaznosti skok na průměru s maximálním posuvem dopředu (například 100 mm/U). Pro akceptovatelný výsledek obrábění je zapotřebí, aby přechodová oblast na obrobku nebyla širší než šířka drážky pro odvod třísek.

9 9 9 • · · • · 1

Pomocí soustruhů s číslicovým řízením počítačem CNC, které jsou v současné době k dispozici, není možno vyrobit řeznou dráhu, znázorněnou na obr. 10, protože jejich celková dynamika nepostačuje k pohybu křížového suportu uvnitř požadované dráhy na jiný průměr soustružení, a tudíž současně k dodržení požadované přesnosti dráhy. Způsobem podle vynálezu je však pro tyto případy navržen skokový postup, kterým se tento problém může principiálně překonat. Příslušný teoretický základ bude objasněn pomocí obr. 11. Způsob činnosti dokumentovaný křivkou dráhy 81 předpokládá v první obráběcí sekvenci obrábět pouze například první, třetí, pátý, sedmý atd. závitový segment a přitom druhý, čtvrtý, šestý atd. závitový segment vynechat. Přechodová funkce dráhy 81 vytvořená programováním se skokovými funkcemi a zajišťující tlumení stroje musí přitom postačovat pouze k tomu, aby za bodem 82 první reakce nadzvedla nástroj nad následující břit pouze tak, aby se neztupil nebo nepoškodil. Pro zpětné uvedení nástroje na požadovanou dráhu je potom k dispozici například dráha až do bodu 83, která není omezena šířkou drážky pro odvod třísek. Potom je bez dalšího možné ve druhé pracovní sekvenci obrobit vynechané obrysové elementy a přitom přeskočit již obrobené obrysové elementy.

U starších soustruhů s odpovídající setrvačností regulačního obvodu je nutno proto počítat s tím, že překmitnutí navíc dráhu zdeformuje. Tento efekt lze vysvětlit pomocí dráhy 84 na obr. 12. Po náhlé reakci pohybu nástroje na naprogramované zadání v bodě 85. nastane překmitnutí dráhy 84, které dosáhne v bodě 86 svého maxima. Toto maximum se potom pomalu odstraní, dokud dráha 84 přibližně v bodě 87 nedosáhne opět svého naprogramovaného zadání. Ve znázorněném příkladu by popsaný efekt nebyl ještě zvládnut pomocí navrženého skokového postupu ve dvou obráběcích sekvencích.

• · • · • 9 99

V daném případě by se však tento skokový postup mohl bez dalšího rozšířit na tři nebo více sekvencí.

Způsob podle vynálezu objasněný na výše uvedených různých variantách je použitelný rovněž pro šikmé horní plochy zubů, stejně jako pro boční plochy závitových segmentů, například podle obr. 9. Přitom se popsané skokové funkce zcela nebo částečně přemístí z osy X do osy Z. Pro tyto případy však nástrojem opisované takzvané nepravidelné dráhy zde sice nejsou znázorněny, avšak v principu odpovídají dráhám znázorněného skokového postupu pro obrábění hlav zubů.

Ve skutečnosti jsou možnosti nabízené způsobem podle vynálezu téměř neomezené. Vyplývají z použití programů pro řezání závitů a ze zavedení, respektive z kombinace nepravidelných hodnot adresových parametrů pro průměr, délku, popřípadě stoupání, jakož i podle potřeby z použití takzvaného poutnického kroku, popřípadě popsaných sestavitelných obráběcích sekvencí. Proto jsou na CNCsoustruzích velmi racionálně možné obráběcí práce, které bylo doposud nutno provádět zdlouhavým frézováním a částečně s horší kvalitou povrchu.

Pánev pro umělé kyčelní klouby, navržená pro použití způsobu podle vynálezu, se speciálním závitem a závitovými segmenty ze šroubových ploch s neutrálními úhly za břity, přesvědčuje velmi nízkou silou potřebnou pro zašroubování, vynikající taktiliancí a prakticky bezmezerovými přechody do úložné plochy v kosti. Zvlášť výhodné je provedení s ostrým závitem, s drážkami pro odvod třísek, které mají šroubovicový průběh, a se závitovými segmenty natočenými vůči sobě relativně ve směru úhlu stoupání šroubovicového průběhu. Tím se nejen podstatně zlepší manipulace při implantaci, nýbrž se tím i podstatně zvýší primární, popřípadě ft* • · · ft ftft·· · « ftft • ft * · ft · • ftft ···· • ft ·· • ftft · • · · · • · · · • ftft · ♦ ft ftft sekundární, fixace, čímž se téměř vyloučí nebezpečí předčasného uvolnění pánve.

Claims (11)

1. PATENTOVÉ NÁROKY • ·· ·· · · • · ··· ····

   1. Způsob soustružení na programovatelném soustruhu pro výrobu nekruhových obrobků nebo obrobků s alespoň částečnými nespojitostmi svého obrysu, přičemž obrobek se otáčí ve sklíčidle vřetena soustruhu a přitom se pohybuje křížový suport s obráběcím nástrojem a vytvářejí se určité nekruhové obrysy složené z geometrických přechodových elementů, vyznačující se tím, že soustružení se provádí nepravidelně tím, že křížový suport s obráběcím nástrojem se pohybuje s využitím naprogramování průběhu závitu v ose podélného posuvu synchronizované s natáčením vřetena a nekruhové obrysy se prostřednictvím programování vytvářejí ze skokových funkcí spojením souborů instrukcí s hodnotami pro adresové parametry, kterými jsou průměr (X), délka (Z) a stoupání (F), přičemž pro alespoň jeden z těchto adresových parametrů se v řetězci programových vět použije nepravidelný, to znamená skokové funkce obsahující, sled hodnot adresových parametrů.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že do souborů instrukcí se přiberou přídavné hodnoty pro adresový parametr výška (Y).
3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že pro alespoň dva z uvedených adresových parametrů v programové větě se použije nepravidelný sled hodnot adresových parametrů.
4. 4. Způsob podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že programová věta popisuje rotačně symetrický obrys smíšeným nemonotónně periodickým sledem přírůstků.
5. 5. Způsob podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že pro alespoň jeden z adresových parametrů se přírůstky vytvořené mezi hodnotami adresových parametrů programové věty naprogramují jako nepravidelný sled.
6. 6. Způsob podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že nespojitý obrys se vytvoří naprogramováním způsobu s poutnickým krokem tím, že nástroj se pohybuje sledem dopředných a zpětných pohybů, přičemž jeden z pohybů je větší než druhý.
7. 7. Způsob podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že nekruhového, popřípadě nespojitého, obrysu na obrobku se dosáhne prokládáním alespoň dvou obráběcích sekvencí, přičemž například prostřednictvím první sekvence se vytvoří první, třetí, pátý atd. obrysový element, a druhý, čtvrtý, šestý atd. obrysový element se přeskočí, načež se obrobí vypuštěné obrysové elementy a přitom se již obrobené obrysové elementy přeskočí.
8. 8. Způsob podle jednoho z předcházejících nároků pro třískové obrábění nespojitě probíhajících obrysových elementů vyčnívajících ze skloněné nebo zakřivené plášťové plochy, přičemž jednou stranou soustružnického nože se obrábí v podstatě bok nespojitě probíhajícího obrysového elementu a špičkou soustružnického nože se obrábí v podstatě plášťová plocha, vyznačující se tím, že špička soustružnického nože se vede na dráze probíhající v podstatě tangenciálně k plášťové ploše a jedna strana soustružnického nože prostřednictvím naprogramované změny tangenciální rychlosti pohybu a/nebo směru pohybu vytváří bok nespojitě probíhajícího obrysového elementu.
9. 9. Použití způsobu podle jednoho z předcházejících nároků 1 až 8 pro třískové obrábění speciálních závitů na zašroubovatelné pánvi ·· ·· • · · ·

   9 9 9 · • · · » • 9 9 ·

   99 99 »·« ··· • ···· umělého kyčelního kloubu, zejména pro vytvoření libovolných svěracích úhlů, neutrálních úhlů nebo úhlů hřbetu na segmentech závitu.
10. 10. Zašroubovatelná pánev pro umělý kyčelní kloub s libovolným vnějším obrysem pláště, například sférickým, parasférickým, kónickým, kónicko-sférickým, parabolickým atd., a se závitem nacházejícím se na plášti, s profilem závitového zubu zužujícím se směrem k hlavě zubu, například ostrým závitem s libovolnou polohou zubu, například neutrální nebo skloněnou k pólu pánve, a libovolně konstantním nebo proměnným stoupáním, přičemž závitový zub obsahuje závitové segmenty (1, 2, 3) oddělené od sebe drážkami (11) pro odvod třísek, vyznačující se tím, že jednotlivé závitové segmenty jsou tvořeny takzvanými šroubovými plochami, které jsou vytvořeny rotací určitého profilu zubu se stoupáním kolem osy pánve s konstantní radiální vzdáleností, přičemž závitové segmenty následující ve směru zašroubování mají větší radiální vzdálenosti než předcházející závitové segmenty.
11. 11. Zašroubovatelná pánev pro umělý kyčelní kloub podle nároku 10, vyznačující se tím, že závitové segmenty jsou svým rozložením vůči sobě relativně natočeny pod malým úhlem ve směru k úhlu stoupání šroubovicového průběhu drážek pro odvod třísek.