DE69131663T2

DE69131663T2 - Vorrichtung zum bohren einer gekrümmten bohrung

Info

Publication number: DE69131663T2
Application number: DE69131663T
Authority: DE
Inventors: Jack W. Romano
Original assignee: Individual
Current assignee: Romano Jack W Bellevue Wash Us
Priority date: 1990-02-09
Filing date: 1991-02-07
Publication date: 2000-04-06
Anticipated expiration: 2011-02-08
Also published as: EP0513228B1; WO1991011962A1; GR3032273T3; ES2139575T3; AU7334591A; HK1013787A1; DK0513228T3; ATE185056T1; EP0513228A1; EP0513228A4; DE69131663D1

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zur Ausbildung oder zum Bohren einer oder mehrerer gekrümmter Bohrungen oder Löcher in einem Feststoff, insbesondere betrifft sie eine Bohrmaschine mit einem fernbetätigten, drehbaren Schwenkarm und einer Kurvenführung, die eine Schneidvorrichtung über einen vorbestimmten gekrümmten Weg innerhalb eines festen Materials führt und vorrückt.

Hintergrund der Erfindung

In zahlreichen Industrien einschließlich dem Gesundheitswesen besteht häufig der Wunsch, gekrümmte Bohrungen auszuführen. Kanülen, Lumen, Kanäle und andere Arten rohrförmiger und gekrümmter Leitungen werden jeweils für spezielle Zwecke benötigt. Der Maschinenbau benötigt derartige Leitungen häufig für den Transport von Kraftstoff, Kühlmitteln, Schneidfluiden, Gasen, Produkten und/oder Nebenprodukten. In ähnlicher Weise werden gekrümmte Leitungen häufig in der Klempner-, Elektro- und Heizungsindustrie eingesetzt für den Transport von Fluid, Verdrahtungen und Heizmitteln um beengte Ecken.
Bislang war die Ausbildung gekrümmter Leitungen nahezu unmöglich. Gekrümmte Bohrungen in festen Gegenständen waren besonders schwierig. Man kann mehrere geradlinige Bohrungen unter verschiedenen Winkeln ausführen, um zu versuchen, um schwierige Ecken herumzugelangen. Andere Möglichkeiten sind die Ausbildung einer Vorform mit einem herausnehmbaren gekrümmten Stopfen für einen Kern oder die Erstellung mehrteiliger Vakuum- oder Spritzgußformen. Derartige Werkzeugmethoden sind zeitaufwendig und teuer.
Es besteht außerdem Bedarf an gekrümmten Bohrungen auf dem Gebiet der orthopädischen Chirurgie. Beispielsweise ist es häufig erwünscht, eine Naht oder einen Draht an einem Knochen zu befestigen, um eine Befestigung eines Gewebes, beispielsweise eines Ligaments, vorzunehmen, um einander benachbarte Knochenstrukturen zu fixieren und/oder eine Fraktur zu reparieren. Die übliche Praxis besteht darin, zwei unabhängige, geradlinige Bohrungen unter Schnittwinkeln von weniger als 180º in der Knochenstruktur auszuführen. Dann wird eine gekrümmte Nadel langsam von dem einen Bohrloch zu dem anderen Bohrloch durch den Knochen geführt. Diese Praxis ist in hohem Maße empfindlich für Operationsfehler. Die Prozedur ist außerdem äußerst zeitaufwendig, wenn die Knochenlöcher sich nicht schneiden, oder wenn der verfügbare Arbeitsraum beschränkt ist.
In einigen Fällen wird möglicherweise die umgebende Knochenstruktur und das Weichgewebe erheblich beschädigt. Aufgrund seiner speziellen Beschaffenheit entfernt dieses Verfahren mehr Knochen, als dies wünschenswert ist. Es ist außerdem nicht ungewöhnlich, daß eine Nadel in der harten Knochenstruktur bei dem Versuch bricht, mit zu viel Kraft eine gekrümmte Nadel durch zwei geradlinige Löcher zu zwängen, so daß hierdurch zusätzliche Zeit und Umständlichkeiten zur Bergung der Nadelbruchstücke aufzuwenden sind. Dies steigert in hohem Maße die Kosten für die Operationsdurchführung. Zusätzliche Anästhesie ist erforderlich, was das mit der Operation verbundene Risiko zusätzlich steigert. Folgende chirurgische Geräte wurden entwickelt bei dem Versuch, diese Schwierigkeiten zu überwinden:
Scheller, Jr., et al. (US-Patent 4 265 231 vom 5. Mai 1981) reiht mehrere spezielle Beispiele für solche Operationen auf, bei denen eine gekrümmte Bohrung vorteilhaft ist, und beschreibt ein bekanntes Verfahren und eine bekannte Vorrichtung zum Ausbilden gekrümmter Bohrungen. Die Vorrichtung nach Scheuer ist ein Beispiel für den Einsatz eines flexiblen Bohrers, der eine Kanüle vorbestimmter Krümmung enthält, die von der Hand durch ihre gekrümmte Bahn im Knochen manipuliert werden kann.
Wie ersichtlich ist, erfordert das Manipulieren einer solchen Kanüle beträchtlichen Platz, ist folglich von begrenzter Brauchbarkeit dort, wo der Zugang beschränkt ist. Der Platzbedarf für die Operation mit dem Instrument macht außerdem einen beträchtlich größeren Hauteinschnitt erforderlich. Die Manipulation der von Hand geführten Kanüle mit dem Antriebsmotor erfordert zusätzlichen Raum, darüber hinaus jedoch stellt die unbequeme Größe und Form der Kanüle selbst deutliche Beschränkungen für die Einsatzmöglichkeiten des Scheller-Geräts dar.
Weitere Beispiele für den Einsatz einer starren gekrümmten Kanüle finden sich bei Barber (US-Patent 2 541 432 vom 17. September 1985) und Donohue (US-Patent 4 312 337 vom 26. Januar 1982). Diese Geräte leiden an den gleichen Beschränkungen, die oben für das Verfahren und die Vorrichtung nach Scheller diskutiert wurden.
In jedem der angegebenen Patente wird die Kanüle dazu benutzt, den Bohrschaft durch eine gekrümmte Bahn zu stoßen oder vorzurücken, die bestimmt wird durch die Manipulation des gesamten Geräts seitens des Operateurs. Die Form der vorgeformten Kanüle muß Toleranzen zulassen.
Die Hauptprobleme der zum Stand der Technik gehörigen Vorrichtungen und Verfahren sind: Zeitaufwand der Verfahren; die Unmöglichkeit, in einen beschränkten Bereich zu operieren; und die Gefahr einer schweren Beschädigung des Knochens und/oder des umgebenden Gewebes. Die Ergebnisse dieser Nachteile haben möglicherweise beträchtlichen Einfluß auf die Kosten der Chirurgie, das Ausmaß der Vernarbung und die erforderliche Erholungs- und Rehabilitationszeit, ferner erhöhte Risiken bei der Anästhesie.
Außerdem steht der heutige Trend verkleinerter Einschnitte und verringerter Gewebeverletzung kaum in Einklang mit den manchmal groben und ungenauen Verfahren, die derzeit in der Praxis üblich sind, oder die in zahlreichen der genannten Patente beschrieben sind. In der Praxis der Gelenkchirurgie beispielsweise wird ein Instrument in einem Gelenkhohlraum über einen extrem kleinen Punktureinschnitt eingeführt, der allenfalls groß genug ist, um den Eintritt des Instruments zu ermöglichen. Der Hohlraum und die Manipulation des Instruments werden mit Hilfe eines Betrachtungsgeräts beobachtet, welches durch einen zweiten Einschnitt vergleichbarer Größe eingeführt ist. Das Bohren gekrümmter Bohrungen in Knochen ist unter diesen Bedingungen derzeit nicht existent, es wäre extrem schwierig, wenn nicht gar unmöglich, wenn es mit den bekannten Knochenbohrern durchgeführt werden müßte.
Der Erfinder glaubt, daß die angegebenen Patente und der bekannte Stand der Technik für sich genommen oder in Kombination die vorliegende Erfindung weder vorwegnehmen noch nahelegen. Die zitierten Schriften bedeuten nicht das Eingeständnis, daß diese Offenbarungen bezüglich der vorhandenen Ansprüche relevant oder einschlägig sind. Vielmehr betreffen die Schriften lediglich das allgemeine Offenbarungsgebiet und werden angeführt als der nächstkommende Stand der Technik, der dem Erfinder bekannt ist.

Offenbarung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung kann auf vielfältigen Gebieten der Industrie eingesetzt werden, wo einfache, leichte und billige Vorrichtungen und Verfahren erwünscht sind, um eine oder mehrere gekrümmte Bohrungen in einem festen Material auszubilden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung schaffen wir eine Vorrichtung zum Bohren gekrümmter Bohrungen in einem Material, umfassend:
(a) eine Halterung;
(b) einen Schwenkarm, der schwenkbar an der Halterung an einem Schwenkpunkt angebracht ist, wobei der Schwenkarm ein Drehverbindungsglied oder eine Kurbel bildet, die sich um den Schwenkpunkt dreht oder um diesen schwenkt, wobei der Schwenkarm ein erstes Ende in der Nähe des Schwenkpunkts und ein zweites Ende radial außen bezüglich des Schwenkpunkts besitzt;
(c) eine Kurvenführung mit einem ersten Ende, welches starr oder einstückig mit dem zweiten Ende des Schwenkarms verbunden ist, wobei die Kurvenführung ein gestrecktes zweites Ende aufweist, welches von dem Schwenkarm freitragend nach außen wegsteht, wobei die Kurvenführung etwa auf einem Bogen liegt, der definiert wird durch einen Drehweg des zweiten Endes des Schwenkarms, wenn dieser um den Schwenkpunkt gedreht wird, wobei der Schwenkpunkt sich in der Nähe eines Vorsprungs oder einer Kante der Halterung befindet;
(d) eine Vorrichtung zum Schneiden des Materials innerhalb von Grenzen der gekrümmten Bohrung;
(e) eine Einrichtung zum Sichern der Schneidvorrichtung an dem zweiten Ende der Kurvenführung;
(f) eine Einrichtung zur Fern-Drehbetätigung des Schwenkarms, wobei die Schneidvorrichtung einen Schneidkopf und einen flexiblen Bohrenergieträger zur Verbindung mit einer entfernten Antriebsquelle aufweist, von denen der Schneidkopf dazu ausgebildet ist, sich über eine vorbestimmte Bahn zunächst aus der Halterung heraus und anschließend zumindest teilweise in Richtung der Halterung nach innen vor- und zurückzubewegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenführung einen sich nach außen erstreckenden Aufnahmekanal aufweist in dem der flexible Bohrenergieträger der Schneidvorrichtung geführt, aufgenommen und gehalten wird, wobei der Kanal den flexiblen Bohrenergieträger aufnimmt, hält und freigibt, wenn die Schneidvorrichtung und die Kurvenführung zum Bohren einer gekrümmten Bohrung durch das Material vorgerückt und zurückgezogen werden,
und daß die Betätigungseinrichtung eine Verbindungsstange oder eine flexible Druck/Zug-Verbindung aufweist, die schwenkbar an dem Schwenkarm oder an der Kurvenflährung angebracht ist, wobei eine Bewegung der Verbindungsstange oder der Verbindung den Schwenkarm, die Kurvenführung und den Schneidkopf veranlaßt, über den vorbestimmten Weg vorzurücken oder zurückzugehen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung schaffen wir ein Verfahren zum Bohren einer gekrümmten Bohrung in einem Material, umfassend: Bewegen eines länglichen flexiblen Bohrenergieträgers entlang einer ersten Richtung oder eines Annäherungswegs in Richtung auf eine und fort von einer Kurvenfbhrung, wobei die Führung von einer Schwenkvorrichtung getragen wird, die etwa auf einem Bogen liegt, der definiert wird durch einen bezüglich einer Drehachse zentrierten Drehweg; und Fern- Drehbetätigen der Kurvenführung durch Verlagern einer Verbindungsstange, die drehbar mit der Kurvenführung verbunden ist, entlang einer gekrümmten Bahn über eine Erstreckung von mehr als 90º, und Ablenken des flexiblen Bohrenergieträgers durch Zusammenwirken mit der Kurvenführung, damit er sich entlang einem gekrümmten Weg mit einer Krümmung von mehr als 90º bewegt, definiert durch den bezüglich der Drehachse zentrierten Drehweg, während Bohrenergie über den länglichen flexiblen Bohrenergieträger einem Schneidkopf zugeleitet wird, der an der Kurvenführung festgelegt ist und sich an einem Ende des Bohrenergieträgers befindet, um dadurch den Schneidkopf in Richtung auf das Material vorzurücken und ein Loch entlang dem vorbestimmten gekrümmten Weg in dem Material zu bohren und den Schneidkopf zu einer Ausgangsstellung zurückzuziehen und dadurch die Kurvenführung und den Schneidkopf aus dem Material zurückzuziehen, ausgeschlossen jegliches Verfahren im Sinne des Artikels 52(4) EPÜ.
Die beanspruchten Vorrichtungen und Verfahren sehen außerdem die Verwendung traditioneller und/oder nicht-traditioneller materialabhebender Prozesse vor, darunter mechanische, elektromechanische und thermische Prozesse. Solche Schneidmittel können mit Hilfe einer Vielzahl von Betätigungseinrichtungen fernbetätigt werden. Außerdem gestattet die vorliegende Erfindung, daß die Schneidvorrichtung einen großen Bereich von Orientierungen bezüglich der angebohrten Oberfläche aufweist.
Die vorliegende Erfindung stellt einen kompakten, funktionellen, effizienten, zuverlässigen, wiederverwendbaren, dauerhaften, stabilen, einfach zu konstruierenden, billig und wirtschaftlich zu fertigenden Apparat dar, der minimale Manipulation erfordert und einfach zu verwenden ist. Die vorliegende Erfindung steigert nicht nur die Geschwindigkeit und vereinfacht die Prozedur bei der Ausbildung gekrümmter Bohrungen, sie schafft außerdem ein billiges, unaufdringliches Bohrgerät, welches weniger Zugangsraum für die Operation benötigt und benachbartes Material nicht beschädigt. Im Gebrauch ist es auch nicht notwendig, den Annäherungswinkel einer Halterung, so zum Beispiel des Gerätegehäuses, in Bezug auf das zu bohrende Material zu ändern. Dies macht es möglich, gekrümmte Bohrungen in einem Material, beispielsweise in Knochenmaterial, durch einen sehr kleinen Einschnitt hindurch auszuführen, der den Zugang zu einer tiefgelegenen Knochenstruktur ermöglicht, ohne daß die benachbarte Knochenstruktur oder Gewebe beschädigt wird. Die vorliegende Erfindung überwindet außerdem sämtliche der oben erläuterten Nachteile.
Die Halterung kann jede Form aufweisen, die das Gerät in Bezug auf das zu bohrende Material in geeigneter Weise orientiert. Die Halterung kann einen unabhängigen speziellen Halterungsständer, einen sich ausgehend von einer größeren Maschine oder Struktur erstreckenden Arm, eine von Hand gehaltene Gehäuseeinheit oder eine ähnliche Struktur aufweisen, die den speziellen Anforderungen des Benutzers entspricht.
Der Schwenkarm ist drehbar an der Halterung an einem festen Drehpunkt gelagert und dreht sich um eine Drehachse. Dieser Drehpunkt ist von besonderer Bedeutung für die vorliegende Erfindung. Im wesentlichen hängt die Bewegung der Führungseinrichtung und der Schneidvorrichtung, die weiter unten beschrieben werden, von deren Drehung um diesen festen Drehpunkt ab. In ähnlicher Weise hängt auch die in dem Material auszubildende Bohrung ab von einer vorbestimmten gekrümmten Bahn, die definiert wird durch eine Drehung um diesen fixen Drehpunkt.
Nachdem eine feste räumliche Beziehung zwischen der Bohrmaschine und dem zu bohrenden Material erreicht ist, ermöglicht die Drehung des Schwenkarms, der Kurvenführung und der Schneidvorrichtung die Ausbildung einer gekrümmten Bohrung in dem Material.
Der Drehpunkt kann einen zylindrischen Drehstift aufweisen, der den Schwenkarm drehbar an der Halterung lagert. Der Schwenkarm definiert eine Drehverbindung oder eine Kurbel, die bezüglich des festen Drehpunkts gedreht wird und/oder bezüglich des festen Drehpunkts schwingt. Der Schwenkarm besitzt ein erstes Ende in der Nähe des festen Drehpunkts und besitzt ein zweites Ende, welches sich von dem festen Drehpunkt nach außen hin radial erstreckt.
Die Kurvenführung definiert einen bogenförmigen Kanal, der mit einem ersten Ende starr an dem zweiten Ende des Schwenkarms befestigt ist: Die Kurvenführung besitzt ein verlängertes zweites Ende, welches sich ausgehend von dem Schwenkarm freitragend nach außen erstreckt. Die Kurvenführung liegt etwa in einem Bogen, der definiert wird durch den Drehweg des zweiten Endes des Schwenkarms, wenn dieser um den festen Drehpunkt gedreht wird. Die Länge des Schwenkarms und die Länge sowie die Querschnittsfläche der Kurvenführung hängen ab von der gewünschten Kurve, der Länge und der Querschnittsfläche der zu bildenden gekrümmten Bohrung.
Der Schwenkpunkt befindet sich in der Nähe eines Vorsprungs oder einer Kante der Halterung in der Weise, daß, wenn der Schwenkarm geschwenkt oder gedreht wird, das zweite Ende der Kurvenführung sich aus einer Öffnung der Halterung erstreckt und einen vorbestimmten gekrümmten Weg durchläuft. Wenn folglich ein Material nahe der Drehachse und der Halterung angeordnet ist, drängt die Dreh- oder Schwenkbewegung des Schwenkarms das zweite Ende der Kurvenführung in Richtung des Materials.
Das nach vorn gerichtete freitragende oder abstehende zweite Ende der Kurvenführung ist mit Mitteln zum Befestigen der Schneidvorrichtung an ihm ausgestattet. Solche Befestigungsmittel können einen Bund, ein Lager, eine Buchse oder eine andere Struktur zum Halten und Aufnehmen der Schneidvorrichtung aufweisen.
Die Schneidvorrichtung kann jede Vorrichtung oder jedes Verfahren einbeziehen, die bzw. das in der Lage ist, eine gekrümmte Bohrung zu schneiden. Herkömmliche und nicht-herkömmliche materialabhebende Prozesse können zum Einsatz gelangen, darunter mechanische, elektrochemische und thermische Prozesse. Bei einer Ausführungsform bevorzugt der Erfinder den Einsatz eines Elektroerosionsverfahrens (EDM; electric discharge machining).
An dem feststehenden Drehpunkt des Schwenkarms kann eine in geeigneter Weise angetriebene Drehverbindung gebildet werden, um Leistung von einer entfernten Antriebsquelle auf eine vordere Bohrspitze oder einen Schneidkopf zu übertragen, der in der Nähe des zweiten Endes der Kurvenführung angebracht ist. Das Elektroerosionsverfahren (EDM) ermöglicht eine solche Verbindung.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine Drehschneidvorrichtung eingesetzt. Die Schneidvorrichtung erfordert den Einsatz eines länglichen flexiblen Bohrenergieträgers, der, mit einem Drehschneider ausgestattet, eine flexible Welle ist. Der Bohrenergieträger ist direkt mit einer entfernten Antriebsquelle verbunden. Um eine solche Verbindung zu bewerkstelligen, ist die Kurvenflährung mit einem nach außen weisenden Aufnahmekanal ausgestattet, der dazu dient, den flexiblen Bohrenergieträger der Schneidvorrichtung zu führen, aufzunehmen und zu halten. Beispielsweise erfordern einige Prozesse, daß die von einer entfernten Drehantriebsquelle gelieferte Drehleistung über eine flexible Bohrwelle übertragen wird, um einen führenden Schneidkopf zu drehen. Um eine solche Schneidvorrichtung zu verwenden, ist das zweite Ende der Kurvenführung mit einer Befestigungseinrichtung ausgestattet, die ein Drehen des angebrachten Bohrkopfs ermög licht. Die Kurvenführung ist außerdem mit einem Außenkanal ausgestattet, der so ausgebildet ist, daß die drehbare flexible Welle geführt, aufgenommen und gehalten wird. Wenn der Schwenkarm gedreht wird, werden die Kurvenführung und der Schneidkopf in Richtung des Materials vorgerückt. Der Kanal der Kurvenführung nimmt die flexible Welle auf und hält sie, während der Schneidkopf und die Kurvenführung in Richtung des Materials und durch das Material vorrücken.
Wenn also der Schwenkarm gedreht wird, führt und bewegt die Kurvenführung die Schneidvorrichtung von der Halterung weg, um ein Loch entlang einer vorbestimmten gekrümmten Bahn innerhalb des Materials zu bohren.
Nach Fertigstellung der Bohrung wird die Bewegung des Schwenkarms umgekehrt, und die Kurvenführung und die Schneidvorrichtung werden aus dem Material zurückgezogen. Das Einführen und das Zurückziehen der Kurvenführung und der Schneidvorrichtung in das bzw. aus dem Material wird definiert durch das Schwenken des Schwenkarms.
Der drehbare Schwenkarm, die Kurvenführung und die Schneidvorrichtung können durch eine Vielzahl von Betätigungseinrichtungen fernbetätigt werden. Die Betätigungseinrichtung drängt den Schwenkarm in eine Drehung, die ihrerseits die Kurvenführung und die Schneidvorrichtung zwangsweise über die vorbestimmte gekrümmte Bahn vorrückt oder zurückzieht.
An entweder dem Schwenkarm oder der Kurvenführung ist eine Verbindungsstange oder eine Druck/Zug-Verbindung drehbar angebracht. Vorzugsweise ist die Verbindungsstange eine Verbindung oder eine Schnittstelle von Schwenkarm und Kurvenführung. Eine geeignete Bewegung der Verbindungsstange veranlaßt den Schwenkarm, die Kurvenführung und die Schneidvorrichtung, über die vorbestimmte gekrümmte Bahn vorzurücken oder zurückzulaufen.
In einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Betätigungseinrichtung einen Doppel-Parallelkurbelmechanismus. Der Schwenkarm und die zwei verschiedenen Kurbelsysteme sind drehbar an der Halterung gelagert. Eine einzelne Verbindungsstange verbindet dann den Schwenkarm mit jedem der beiden Kurbelsysteme. Ein erstes Ende der Verbindungsstange ist drehbar an dem Schwenkarm befestigt. Das erste Kurbelsystem ist drehbar mit der Verbindungsstange an einer Zwischenstelle entlang der Verbindungsstange gekoppelt. Ein zweites Ende der Verbindungsstange ist drehbar mit dem zweiten Kurbelsystem verbunden. Im wesentlichen bilden die Halterung, der Schwenkarm, die Verbindungsstange, das erste Kurbelsystem und das zweite Kurbelsystem ein ebenes Parallelogramm. Außerdem sind Mittel zum Drehen des ersten und des zweiten Kurbelsystems vorhanden. Beispielsweise können zum Drehen des ersten und/oder des zweiten Kurbelsystems eine oder mehrere Zugschnüre, Ketten, Kabel oder dergleichen verwendet werden. In ähnlicher Weise kann man eine Feder dazu benutzen, ein oder mehrere Kurbelsysteme in eine Drehung zu versetzen, oder die Kurbelsysteme aus einer vorausgegangenen Drehung zurückzuziehen. Die Zugschnüre können dann mit einem einfach zu steuernden Hebel, Auslöser, Schalter oder dergleichen verbunden werden.
Das erste und/oder das zweite Kurbelsystem können eine oder mehrere Riemenscheiben aufweisen. Solche Riemenscheiben teilen die gemeinsame Drehachse mit ihrem zugehörigen Kurbelsystem. Die vorerwähnte Zugschnur kann um eine oder mehrere Riemenscheiben geführt sein, um ein ruckfreies einfaches Betätigen und Drehen des ebenen Parallelogramms und der daran angebrachten Kurvenführung und des Schneidkopfs zu bewirken.
In einer zweiten Ausführungsform werden die Riemenscheiben und Zugschnüre ersetzt durch ein Zahnstangen-Ritzel-System.
In einer weiteren Ausführungsform der Betätigungseinrichtung kann ein Kreuzkurbelmechanismus eingesetzt werden.
In noch weiteren Ausführungsformen können mehrere Schwenkarme, Kurvenführungen, Schneidvorrichtungen und Betätigungseinrichtungen im Verein oder innerhalb eines einzelnen Geräts verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht, daß die Schneidvorrichtung einen großen Bereich von Orientierungen bezüglich der gebohrten Fläche einnehmen kann. Erreicht wird dies durch Steuern des Wegs und des Drehwinkels der Kurvenführung und der Schneidvorrichtung, außerdem durch Plazieren der Kurvenführung und der Schneidvorrichtung unter verschiedenen Winkeln bezüglich der übrigen Elemente der Maschine und/oder in Bezug auf das gebohrte Material.
Aufgrund des Drucks, die Kosten in der Medizin zu senken, erhalten die Steigerung der Effizienz und die Reduzierung der Zeit zur Durchführung verschiedener Prozeduren höheres Gewicht. Jegliche Zeitverkürzung und jegliche Zunahme der Genauigkeit und Effizienz ist daher von beträchtlicher Bedeutung. Außerdem geht der derzeitige Trend zu Prozeduren, die die Einschnittgröße und die Gewebeverletzung verringern. Dieser Trend wird nicht nur aus Gründen der Kostenverringerung und der verkürzten Erholungszeit gefordert, sondern dient auch dem Zweck, Schmerz, Narbenbildung, Rehabilitationszeit, Anästhesie-Risiko, Schmerzmitteleinsatz und Verdienstausfall während der Erholungszeit zu verringern.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer gekrümmten Bohrung mit hoher Genauigkeit bei minimaler Beschädigung des benachbarten Knochens und Gewebes innerhalb eines äußerst begrenzten Einschnitts. Beispielsweise können jetzt gekrümmte Bohrungen in Schultergelenken an schwierigen Stellen ausgeführt werden, wozu sichere, konventionelle Punkturstellen genutzt werden. Im Einsatz ermöglicht die vorliegende Erfindung das Anbringen von Filament an Knochen in exakter und effizienter Weise unter Einsparung von Zeit und Kosten, und sie ermöglicht die Ausführung der Operation bei sehr kleinen, tiefen Schnitten, wie es bislang mit herkömmlichen Geräten nicht möglich war. Als Folge ihrer Effizienz verringert die vorliegende Erfindung auch den postoperativen Therapieaufwand.
Diese und weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich deutlicher beim Lesen der nachfolgenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorgenannten Aspekte und zahlreiche mit der vorliegenden Erfindung verbundene Vorteile ergeben sich deutlicher, wenn diese durch Bezugnahme auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen besser verstanden wird. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der hier vorgestellten Bohrmaschine, wobei ein Teil der linken Wand eines Halterungsgehäuses entfernt ist, um einen internen Schwenkarm, eine Kurvenführung, eine Schneidvorrichtung und eine Betätigungsvorrichtung zu zeigen;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die erste Ausführungsform gemäß Fig. 1, wobei ein Teil der oberen Wand des Gehäuses entfernt ist, um die Zwischenbeziehung zwischen dem internen Schwenkarm, der Kurvenführung, der Schneidvorrichtung und der Betätigungsvorrichtung darzustellen;
Fig. 3 eine Frontansicht der ersten Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2, wobei ein Teil der vorderen und oberen Wand des Gehäuses entfernt ist;
Fig. 4 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, bei der die Betätigungsvorrichtung ein Zahnstangen- Ritzel-System aufweist;
Fig. 5 eine teilweise geschnittene Draufsicht der zweiten Ausführungsform nach Fig. 4, wobei ein Teil der oberen Wand des Gehäuses entfernt ist, um das Zahnstangen-Ritzel-System besser zu zeigen;
Fig. 6 eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung, bei der die linke Wand des Gehäuses entfernt ist;
Fig. 7 eine Teil-Seitenansicht der Halterung, des Schwenkarms, der Kurvenführung mit äußerem Aufnahmekanal und der Schneidvorrichtung mit flexibler optischer Leitung, die direkt mit einem Schneidkopf verbunden ist;
Fig. 8 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht einer vierten Ausführungsform der Erfindung, die den Einsatz eines Elektroerosionsverfahrens einbezieht;
Fig. 9 eine schematische Draufsicht der vierten Ausführungsform nach Fig. 8;
Fig. 10 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer fünften Ausführungsform der Erfindung, bei der die Betätigungsvorrichtung einen Kreuzkurbelmechanismus aufweist;
Fig. 11 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer fünften Ausführungsform gemäß Fig. 10, bei der der Schwenkarm und die Kurvenführung teilweise gedreht sind, um die Schneidvorrichtung an der Halterung vorbei entlang einer vorbestimmten gekrümmten Bahn auszufahren;
Fig. 12 eine teilweise geschnittene Draufsicht der fünften Ausführungsform gemäß Fig. 10;
Fig. 13 eine isometrische Teildarstellung einer alternativen Bohrmaschine gemäß Fig. 14 und 15;
Fig. 16 eine im Querschnitt dargestellte Teil-Seitenansicht einer sechsten Ausführungsform gemäß Fig. 13 und 15, wobei der Schwenkarm, die Kurvenführung und der Schneidkopf in einer Ebene gedreht sind, die sich von derjenigen der starren Antriebswelle unterscheidet;
Fig. 15 eine teilweise geschnittene Draufsicht der sechsten Ausführungsform gemäß Fig. 13 und 14, bei der eine obere Wand des Gehäuses entfernt ist, um den Einsatz von mehreren Schwenkarmen, Kurvenführungen, Schneidvorrichtungen und Betätigungsvorrichtungen innerhalb einer einzigen Maschine zu veranschaulichen;
Fig. 16 eine teilweise, geschnittene Seitenansicht einer noch weiteren alternativen Maschine gemäß Fig. 17 und 18, wobei die starren Antriebswellen in einer Ebene liegen, die etwa rechtwinklig zu der Ebene verläuft, in der die mehreren Schwenkarme, Kurvenführungen und Schneidvorrichtungen sich drehen;
Fig. 17 eine Teildraufsicht auf die Alternative gemäß Fig. 16 und 18; Fig. 18 eine teilweise, geschnittene Frontansicht der in den Fig. 16 und gezeigten Alternative; und
Fig. 19 eine teilweise, geschnittene Seitenansicht einer noch weiteren alternativen Maschine.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Ausführungsform nach den Fig. 13 bis 19 nicht in den Schutzumfang der Erfindung fällt, soweit die Energieträgereinrichtung während des Schneidens der Bohrung nicht einen Winkel durchläuft, der größer als 90º ist.
Es sei angemerkt, daß die Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und die Elemente in einigen Fällen durch graphische Symbole, angedeutete Linien, schematische Darstellungen und fragmentarische Ansichten dargestellt sind. In einigen Fällen hat der Erfinder Details weggelas sen, die zum Verständnis der Erfindung nicht notwendig sind, oder die andere Einzelheiten schwierig erkennen lassen würden.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

Bezugnehmend auf die Zeichnungen, in denen ähnliche Bezugsziffern gleiche Teile bezeichnen, enthält eine Bohrmaschine 20 für gekrümmte Bohrungen gemäß der Erfindung: eine Halterung 22, einen Schwenkarm 24, eine Kurvenführung 26, eine Schneidvorrichtung 28 und eine Betätigungsvorrichtung 30.

Halterung

Die Halterung 22 kann jegliche Form aufweisen, die die Bohrmaschine 20 in geeigneter Weise bezüglich eines zu bohrenden Materials orientiert. Beispielsweise kann die Halterung 22 eine Verlängerung oder einen Arm einer separaten größeren Maschine oder Struktur (nicht dargestellt) aufweisen.
Die Halterung 22 kann außerdem ein unabhängiger Tragständer sein, der speziell dazu ausgelegt ist, die übrigen Elemente der Bohrmaschine 20 zu haltern. Wie in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist, kann die Halterung 22 in einfacher Weise einen aufrecht stehenden Pfosten 32 aufweisen, der an einer horizontalen Unterlage 34 befestigt ist. Der aufrecht stehende Pfosten 32 oder die horizontale Unterlage 34 können auch weiteren Zwecken dienen, so zum Beispiel dem Halten des zu bohrenden Materials 31.
In der bevorzugten Ausführungsform enthält die Halterung 22 ein Gehäuse 36, welches die Parameter einer darin befindlichen Umhüllung definiert. Das Gehäuse 36 haltert, schützt und beinhaltet den Schwenkarm 24, die Kurvenführung 26, die Schneidvorrichtung 28 und die Betätigungsvorrichtung 28. Das Gehäuse 36 besitzt eine Öffnung in der Umhüllung 38. Die Öffnung befindet sich in der Nähe des Schwenkarmes 24, der Kurvenführung 26 und der Schneidvorrichtung 28.
Für einfachen Gebrauch läßt sich das Gehäuse 36 als Handgerät beliebiger Größe und Form ausbilden, welches den speziellen Bedürfnissen des Benutzers entgegenkommt.
Zur Verwendung in der Gelenkchirurgie hat das Gehäuse 36 Pistolenform, die sich einfach halten läßt. Wie in Fig. 1 zu sehen ist, kann das Gehäuse 36 aufweisen: eine linke Wand 40, eine rechte Wand 42, eine hintere Wand 43, eine obere Wand 44 und eine untere Wand 46, die einen Griffabschnitt 48 und einen Halsabschnitt 50 des Gehäuses 46 bilden. Typischerweise ist der Halsabschnitt 50 des Gehäuses 36 extrem dünn und schmal, um das Plazieren des Schwenkarms 24, der Kurvenführung 26 und der Schneidvorrichtung 28 tief in einem schmalen, kleinen Einschnitt (nicht dargestellt) zu ermöglichen. Um allerdings die Zwischenbeziehung zwischen dem Gehäuse 36, dem Halsabschnitt 40, dem Schwenkarm 24, der Kurvenfihrung 26, der Schneidvorrichtung 28 und der Betätigungsvorrichtung 30 besser zu veranschaulichen, wurden Größe und Abmessungen dieser Elemente in den Fig. 1 bis 6 und 11 bis 20 wesentlich vergrößert dargestellt.

Schwenkarm

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Kurvenführung zur Drehung um eine feste Achse in Bezug auf die Halterung gelagert. Ein Schwenkarm 24 ist drehbar an einem feststehenden Drehpunkt am Gehäuse 36 gelagert, wobei der Drehpunkt die Drehachse definiert. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, kann der feste Drehpunkt einen Drehzapfen 52 aufweisen, der den Schwenkarm 24 schwenkbar oder drehbar an dem Gehäuse 36 haltert. 30 Der Schwenkzapfen 52 kann entweder in der linken Wand 40 oder in der rechten Wand 42 gehaltert sein. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Schwenkzapfen 52 sowohl in der linken Wand 40 als auch in der rechten Wand 42 gehaltert und überbrückt den Abstand innerhalb der Umhüllung 38 zwischen diesen Wänden.
Der Schwenkarm 24 definiert eine Drehverbindung oder Kurbel, die sich um den Schwenkzapfen 52 dreht und/oder schwenkt. Der Schwenkarm 24 besitzt ein erstes Ende 54 in der Nähe des Schwenkzapfens 52 und ein zweites Ende 56, welches sich von dem Schwenkzapfen 52 aus radial nach außen erstreckt.

Kurvenführung

Die Kurvenführung 26 definiert einen bogenförmigen Führungskanal mit einem ersten Ende 58, welches starr befestigt ist an oder einstückig ausgebildet ist mit dem zweiten Ende 56 des Schwenkarms 24. Der Schwenkarm 24 und die Kurvenführung 26 können aneinander durch beliebige geeignete Mittel befestigt werden, so zum Beispiel durch Kleben, mittels Bolzen, durch Schweißen oder ähnliches. In der bevorzugten Ausführungsform sind der Schwenkarm 24 und die Kurvenführung 26 aus einem einzigen Materialstück geformt. Ein solches einziges Materialstück wird dann in geeigneter Weise gebogen, um das zweite Ende 56 des Schwenkarms 24 und das erste Ende 58 der Kurvenführung 26 zu bilden.
Die Kurvenführung 26 besitzt auch ein gestrecktes zweites Ende 60, welches sich von dem zweiten Ende 56 des Schwenkarms 24 ausgehend freitragend nach außen erstreckt. Die Kurvenführung 26 liegt etwa in einem Bogen, welcher definiert wird durch den Drehweg des zweiten Endes 56 des Schwenkarms 24, wenn dieser um den Schwenkzapfen 52 geschwenkt und/oder gedreht wird.
Der Krümmungwinkel, die Querschnittsfläche und die Tiefe der zu bildenden gekrümmten Bohrung hängen von verschiedenen Faktoren ab, darunter: die Längserstreckung des Schwenkarms 24; die Kurvenlänge der Kurvenführung 26; die Querschnittsfläche der Kurvenführung 26; der Drehwinkel des Schwenkarms 24, und die Querschnittsfläche eines Schneidteils 61 der Schneidvorrichtung 28. Diese Längen, Querschnittsflächen und Drehwinkel hängen ihrerseits wiederum ab von dem Typ des zu bohrenden Materials 31; der Zugänglichkeit des speziellen Bereichs des Materials 31, dem Typ der verwendeten Schneidvorrichtung 28 sowie weiteren Faktoren, die üblicherweise bei Bohrarbeiten berücksichtigt werden.
Damit die Bohrmaschine 20 eine kurvenförmige Bohrung mit einem großen Krümmungs- oder Dreherstreckungswinkel bohren kann, befindet sich der Schwenkzapfen 52 in größtmöglicher Nähe oder soweit wie erwünscht an einem Vorsprung oder einer Kante 62 in der Nähe einer Öffnung des Gehäuses 36. Der Schwenkarm 24 ist an dem Gehäuse 36 derart befestigt, daß bei Drehung oder Verschwenken des Schwenkarms 24 das zweite Ende 60 10 der Kurvenführung 26 ausfährt und sich freitragend von dem Gehäuse 36 erstreckt, wobei es eine vorbestimmte Kurvenbahn durchläuft. Wenn folglich das Material 31 in die Nähe neben der Kante 62 des Gehäuses 36 gebracht wird, drängt eine Drehung oder eine Schwenkbewegung des Schwenkarms 24 das zweite Ende 60 der Kurvenführung 26 in Richtung des Materials 31.
Das vordere, freitragende oder ausgefahrene zweite Ende 60 der Kurvenführung 26 ist mit Mitteln 64 zum Befestigen der Schneidvorrichtung 28 an diesem Ende ausgestattet. Die Befestigungsmittel 64 können eine Verankerungshülse, einen Bund, ein Lager, eine Buchse oder eine andere Struktur zum Aufnehmen und Halten des führenden Schneidteils 61 der Schneidvorrichtung 28 an Ort und Stelle aufweisen.
In der bevorzugten Form der Erfindung enthält die Kurvenführung 26 einen Kanal 65. Die Kurvenführung 58 ist mit länglichen Seitenwänden an dem zweiten Ende 60 ausgestattet, die umgefaltet oder -gebogen werden können, um einen Bund, einen Ring, eine Leitung oder eine Bohrung zu bilden, durch die hindurch das Schneidteil 61 hindurchgeführt und anschließend befestigt werden kann. Im wesentlichen bilden die länglichen Seitenwände eine Lagerfläche, in der das Schneidteil 61 gehalten und/oder gedreht werden kann.

Schneidvorrichtung

Die Schneidvorrichtung 28 kann jegliche Apparaturen oder Verfahren beinhalten, die in der Lage sind, eine gekrümmte Bohrung zu schneiden oder zu bohren. Man kann von traditionellen und/oder nicht-traditionellen materialabhebenden Prozessen Gebrauch machen, darunter mechanische, elektrochemische und thermische Prozesse.
Insbesondere können für die Schneidvorrichtung 28 die folgenden Prozesse genutzt werden: ein mechanisches Drehen des Bohrbits oder Bohrgeräts; abtragende Strömungs-Bearbeitung (AFM; abrasive flow machining); Fluid- oder Wasserstrahlbearbeitung; abtragende Wasserstrahlbearbeitung; hydrodynamische Abtragung; Ultraschallabtragung (Aufschlag-Schleifen und Ultraschall-Drehabtrag); elektrochemische abtragende Bearbeitung (ECM; electrochemical machining); elektrolytische Lochabtragbearbeitung unter Verwendung einer Vorrichtung, die von der General Electric Company unter der Bezeichnung ELECTROSTREAM verkauft wird; Elektronenstrahl- Abtragbearbeitung (EBM); Laserstrahl-Abtragbearbeitung (LBM); Elektroerosionsbearbeitung (EDM); Plasmastrahlbearbeitung (PBM) und/oder Plasmabogen-Schneiden (PAC; plasma arc cutting). Die obige Liste von Prozessen ist nicht beschränkend zu verstehen. Man kann auch von anderen Verfahren Gebrauch machen.
Wie in den Fig. 1 bis 5, 6 und 11 bis 20 gezeigt ist, kann eine Drehschneidvorrichtung 66 verwendet werden. Die Drehschneidvorrichtung 66 kann aufweisen: ein Schneidteil 61; einen länglichen flexiblen Bohrenergieträger oder Antriebswelle 68; eine starre Antriebswelle 70 und eine konventionelle Antriebsmotoranordnung 72.
Das Schneidteil 61 ist definiert durch ein Drehbohrer-Bit, ein Bohrgerät oder dergleichen, welches bei Drehung und Anpressen an das Material 61 in das Material 31 hineinbohren kann. Beispielsweise kann das Schneidteil 61 aus Carbid, Stahl, Diamant oder anderem harten Werkstoff bestehen, der an einem Abschluß- oder Endpunkt 74 der flexiblen Antriebswelle 68 angebracht oder angeschweißt ist.
Das Schneidteil 61 besitzt (nicht dargestellte) in ihm ausgebildete Schneidkanten 73. Die Schneidkanten 73 können entweder vor oder nach dem Anbringen des Schneidteils 61 an der flexiblen Antriebswelle 68 ausgebildet werden. Wenn die flexible Antriebswelle 68 aus rostfreiem Stahl oder einem anderen Metall besteht, kann ein Teil des freien Endes 74 angeschmolzen werden, um ein gehärtetes Plättchen 76 zu bilden, welches mit dem übrigen Teil der flexiblen Antriebswelle 68 einstückig ist. Das Plättchen 76 kann dann bearbeitet werden, um das Schneidteil 61 und die Schneidkanten 73 zu bilden.
Wie oben erläutert, ist das freie Ende 74 der flexiblen Antriebswelle 70 starr mit dem Schneidteil 61 verbunden. Das freie Ende 74 ist dadurch drehbar mit dem Gehäuse 36 verbunden, daß es in eine Befestigungseinrichtung 64 eingeführt und von diesem gehalten wird.
Um den Durchgang der Kurvenführung 26 durch den vorerwähnten gekrümmten Weg in dem Material 31 zu ermöglichen, muß der Querschnittsdurchmesser des Schneidteils 61 gleich oder größer sein als der Querschnittsdurchmesser der Kurvenführung 26. Im wesentlichen drängt die Befestigungseinrichtung 64 das Schneidteil 61 gegen das Material 31 und durch dieses hindurch. Die korrekte Ausrichtung und Weg-Lenkung wird durch die kurvenförmige Ausgestaltung und die Drehbewegung der Kurvenführung 26 erreicht.
Die flexible Antriebswelle 68 ist allgemein eine flexible Bohrwelle oder ein Schaft, der zunächst in einer Umhüllung 38 des Gehäuses 36 gehalten wird. Wenn der Schwenkarm 24 gedreht wird, werden das Schneidteil 61, das freie Ende 74 der flexiblen Antriebswelle 68, die Befestigungseinrichtung 64 und die Kurvenführung 26 aus dem Inneren der Umhüllung 38 durch die Öffnung im Gehäuse 36 nach außen gefahren.
Der Kanal 65 ist so ausgelegt, daß er einen vorderen Abschnitt 78 der flexiblen Antriebswelle 68 führt, aufnimmt und hält, wenn dieser vordere Abschnitt 78 aus der Umhüllung 38 ausgefahren wird. Da der vordere Abschnitt 78 in dem Kanal 65 aufgenommen ist, wird die flexible Welle 68 aus einem ersten geradlinigen Weg in denselben kurvenförmigen Weg gedrängt, der durch die Kurvenführung 26 vorgegeben ist. Nachdem das Schneidteil 61 begonnen hat, in das Material 31 zu bohren, wird die flexible Antriebswelle 68 weiterhin von den Innenseiten der in dem Material 31 geschaffenen Bohrung gehalten und abgestützt.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, kann die flexible Antriebswelle 68 zunächst entlang einer ersten Richtung oder einem Annäherungsweg bewegt werden, um dann von der Kurvenführung 26 so gelenkt zu werden, daß sie entlang einem zweiten oder gekrümmten Weg läuft, der ein vorbestimmtes Krümmungsmaß aufweist.
Der erste oder Annäherungsweg kann etwa senkrecht zu einer Oberfläche des Materials 31 verlaufen. Alternativ kann der erste Annäherungsweg irgendeinen beliebigen, gewünschten Winkel in Bezug auf die Oberfläche des zu bohrenden Materials 31 bilden. Fig. 20 zeigt doppelte flexible Antriebswellen 68, deren Anfangsorientierung nicht senkrecht auf der Oberfläche des Materials 31 steht.
Fig. 1 zeigt eine Bohrmaschine 20, die eine gekrümmte Bohrung bohrt, die sich etwa in einer Vertikalebene befindet. Die gekrümmte Bohrung beginnt in dem dritten Quadranten eines karthesischen Koordinatensystems, dessen Achse durch den Schwenkzapfen 52 verläuft, um dann anschließend hoch in einen zweiten Quadranten vorzustoßen.
Fig. 4 und 5 zeigen eine weitere Ausführungsform der Bohrmaschine 20, die eine gekrümmte Bohrung bohrt, welche sich etwa in einer Horizontalebene befindet. Die gekrümmte Bohrung beginnt innerhalb eines zweiten Quadranten eines karthesischen Koordinatensystems, dessen Achse den Schwenkzapfen 52 durchsetzt, um dann seitlich in einen dritten Quadranten zu laufen.
Fig. 6 veranschaulicht eine Ausführungsform, bei der eine gekrümmte Bohrung etwa in einer Vertikalebene liegt, wobei allerdings die gekrümmte Bohrung innerhalb des dritten Quadranten beginnt und in einen vierten Quadranten vorstößt.
Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform, bei der eine gekrümmte Bohrung in einer Vertikalebene gebildet ist, beginnend in einem zweiten Quadranten und in einen dritten Quadranten hinein verlaufend.
Fig. 13 bis 19 zeigen, wie der Schwenkarm 24, die Kurvenführung 26, die Befestigungseinrichtung 64 und das Schneidteil 61 in einer Ebene verschwenken können und die Anfangsorientierung von einer oder mehreren flexiblen Antriebswellen 48 in einer anderen Ebene liegen kann.
Diese Ausführungsformen sind lediglich beispielhaft. Zahlreiche weitere Orientierungen und Schneidwege lassen sich durch die beanspruchte Erfindung schaffen.
Die längliche flexible Antriebswelle 68 ist betrieblich mit einer länglichen starren Antriebswelle 70 oder einem Schaft verbunden, der seinerseits von einer konventionellen Antriebsmotoranordnung angetrieben wird. Die Verbindung der flexiblen Antriebswelle 68 mit der starren Antriebswelle 70 kann durch irgendein Verfahren oder eine Apparatur erfolgen, die es ermöglichen, daß die flexible Antriebswelle 68 sich in das Material 31 hinein erstreckt. Der Prozeß des Bohrens der Bohrung erfordert notwendigerweise eine flexible Antriebswelle, um dem Druck und der Richtung der Kurvenführung 26 zu folgen. Wenn die flexible Antriebswelle 68 nicht mit ausreichender Länge ausgestattet ist, kann es zu einem Klemmen kommen.
Bei einer Ausführungsform ist die Bohrmaschine 20 mit einer expandierbaren Kupplung 80 ausgestattet, die die flexible Antriebswelle 68 mit der star ren Antriebswelle 70 verbindet. Beispielsweise kann die expandierbare Kupplung 80 ein Paar Elemente, bestehend aus einem Steckelement 82 und einem Buchsenelement 84, aufweisen. Das Steckelement 82 kann eine quadratische, rechteckige, dreieckige, sternförmige oder mit einem anderen Querschnitt ausgestattete Konfiguration haben, die in einen dazu passenden Schlitz, eine Bohrung oder Kanüle innerhalb des Buchsenelements 84 paßt. Die spezielle Konfiguration ist nicht notwendigerweise von Bedeutung, solange die Kupplung oder die Verbindung ein in Längsrichtung erfolgendes Auseinandergehen ermöglicht und dennoch die Drehbewegung von der starren Antriebswelle 70 auf die flexible Antriebswelle 68 überträgt.
Die expandierbare Kupplung 80 kann in Richtung einer geschlossenen, zusammengefügten Lage mittels Feder vorbelastet sein. Beispielsweise kann eine Schraub-Zugfeder 86 vorhanden sein, um das Steckelement 82 in Eingriffsberührung mit dem Buchsenelement 84 zu drängen. Die Zugfeder 86 beschränkt außerdem eine seitliche Bewegung der flexiblen Antriebswelle 68 in Bezug auf die starre Antriebswelle 70. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, kann die Zugfeder 86 um die expandierbare Kupplung 80 herum angeordnet werden. Die Zugfeder 86 kann außerdem mit versetzten Haken 88 und 90 ausgestattet sein, die mit entsprechenden Ösen 92 und 94 der flexiblen Antriebswelle 68 bzw. der starren Antriebswelle 70 in Eingriff treten.
Ein oder mehrere Halteträger 96 zum Abstützen der starren Antriebswelle 70 bei der Drehbewegung können an dem Gehäuse 36 angebracht oder mit diesem einstückig ausgebildet sein. Die Halteträger 96 sind in den Fig. 1, 4 bis 6 und 10 bis 12 dargestellt. Um die übrigen Elemente deutlicher darzustellen, wurden die Halteträger 96 aus den übrigen Figuren weggelassen. Bünde, Lager, Buchsen und/oder andere (nicht dargestellte) Lagerungsmittel können ebenfalls dazu dienen, die richtige Orientierung und Bewegung der starren Antriebswelle 70 zu gewährleisten. Beispielsweise sollten Mittel 96 vorhanden sein, um die Längs- und Seitenbewegung der starren Antriebswelle 70 in angemessener Weise einzuschränken.
Die Antriebsmotoranordnung 72 kann irgendeine von zahlreichen möglichen Antriebsmotoreinheiten aufweisen. Eine große Vielfalt unterschiedlicher Antriebsmotoreinheiten wird derzeit auf jedem speziellen industriellen Gebiet eingesetzt. Typ und Größe der Antriebsmotoranordnung 72 hängen ab von der Verfügbarkeit der Teile, der Bevorzugung durch den Benutzer und dem Zweck, für den die Bohrmaschine 20 eingesetzt wird. Im Bereich der Chirurgie und Zahntechnik werden üblicherweise von Hand gehaltene Antriebsmotoreinheiten verwendet.
Bei einer Ausführungsform wird eine Antriebsmotoranordnung mit einem steuerbaren, mit Leistung gespeisten und pneumatisch angetriebenen Antriebsmotor 98 verwendet. Für das Gebiet der Chirurgie bevorzugt der Erfinder einen Pneumatikmotor, der mit komprimiertem Stickstoff betrieben wird. Leistung gelangt an dem Motor 98 über eine Leistungsschnur oder einen Leistungsschlauch 99, der sich von dem Inneren der Umhüllung 38 des Gehäuses 36 nach außen erstreckt. Alternativ können elektrische oder hydraulische Antriebsmotoren eingesetzt werden.
Zum starren Haltern des Motors 98 an dem Gehäuse 36 kann ein oder können mehrere Halteträger 100 verwendet werden. Der Motor 98 besitzt eine Drehwelle 102, an der eine Winkelkupplung oder eine Getriebeverbindung vorgesehen ist, um die Drehbewegung von der Drehwelle 102 auf die starre Antriebswelle 70 zu übertragen. Wie in Fig. 1 zu sehen ist, ist an der Drehwelle 102 bzw. an der starren Antriebswelle 70 ein Paar miteinander kämmender Kegelräder 104 und 106 angebracht, deren Achsen sich schneiden. Die Drehung der Welle 102 dreht das Kegelrad 104, welches seinerseits mit dem Kegelrad 106 kämmt und dieses sowie die starre Antriebswelle 70 dreht. Andere Getriebesysteme und Winkelkupplungen sind möglich.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Schneidvorrichtung 28 von einem Elektroerosionsprozeß (EMD-Verfahren) zur Bildung einer gekrümmten Bohrung Gebrauch machen. Eine Bohrmaschine 20, die von diesem Prozeß Gebrauch macht, ist in den Fig. 8 und 9 dargestellt.
Die elektrische oder Elektroerosionsbearbeitung (EDM) schneidet Metall durch Entladung elektrischen Stroms, der in einer (nicht gezeigten) Kondensatorreihe gespeichert ist, über einen schmalen Spalt zwischen dem Werkzeug oder dem Schneidteil 61 (Kathode) und dem Material 31 (Anode). Es werden praktisch tausende von Funken pro Sekunde erzeugt, und jeder einzelne Funken erzeugt einen winzigen Krater durch Anschmelzen und Verdampfen des Metalls, um auf diese Weise die Form des Schneidteils 61 in das Material 31 hineinzuerodieren.
Das Schneidteil 61 kann aus einer Vielfalt von Werkstoffen bestehen, daruner Graphit, Kupfer, Messing, Kupfer-Wolfram, Aluminium, 70/30-Zink- Zinn und andere Legierungen. Bevorzugtes Material ist Graphit. Die Materialauswahl für eine spezielle Anwendung hängt von Faktoren ab wie zum Beispiel: wie einfach läßt sich das Schneidteil 61 aus dem Material herausarbeiten; wie schnell verschleißt das Material oder wie empfindlich ist das Material gegenüber Funkenerosion; wie schnell schneidet das spezielle Material; welche Art der endgültigen Beschaffenheit entsteht; welcher Typ von Leistungszufuhr wird benötigt und/oder ist verfügbar; und wie hoch sind die Materialkosten.
Der Abstand zwischen dem Schneidteil 61 und der nächstgelegenen Fläche des Materials 31 repräsentiert das Überschneiden und entspricht der Funkenlänge. Die Funkenlänge ist im wesentlichen in sämtlichen Bereichen des Schneidteils 61 konstant, ungeachtet von dessen Größe oder Form. Typische Überschneidungswerte reichen von 0,0005 bis 0,020 Zoll. Überschneidung hängt ab von Spannung und Stromstärke an dem Spalt. Bei geeigneter Werkzeugwahl ist die Querschnittsabmessung des Schneidteils 61 im wesentlichen gleich der gewünschten Abmessung des Teils, abzüglich des Überschneidungswerts.
Das Material 31 kann in ein dielektrisches Fluid 108 eintauchen, welches seinerseits in einem Behälter 109 (siehe Fig. 8 und 9) aufgenommen ist. Das dielektrische Fluid 108 dient folgenden Zwecken: Schaffung von Isoliereigenschaften zwischen der Kurvenführung 26 und dem Material 31;
Eingrenzung der Funken auf einen lokalen Bereich unmittelbar benachbart zu dem Schneidteil 61; Funktion als Leiter für die Funken zwischen dem Schneidteil 61 und dem Material 31; Funktion als Kühlmittel oder Wärmesenke zum Herunterkühlen des Schwenkarms 24, der Kurvenführung 26, der Befestigungseinrichtung und Teilen der Schneidvorrichtung 28; und ' Ausspülen von Abfall zwischen dem Schneidteil 61 und dem Material 31. Das dielektrische Fluid 108 muß ionisieren, um einen Kanal für die Funken zu schaffen, und muß dann rasch deionisiert werden, um zu einem Isolator bei weiteren Abständen von dem Schneidteil 61 zu werden. Man kann polare Verbindungen verwenden, so zum Beispiel Glycerin-Wasser (90 : 10) mit Triethylenöl als Additiv. Alternativ können traditionelle Schneidfluide verwendet werden, beispielsweise Kerosin.
Elektroerosionsbearbeitung (EDM) macht es möglich, daß jeder Funken eine diskrete, meßbare und gesteuerte Energiemenge enthält. Dies ermöglicht, die Schneidgeschwindigkeit und die Oberflächenendbeschaffenheit genau vorherzusagen, außerdem läßt sich die Größe der Bohrung sorgfältig steuern. Die durch die Funken erzeugte Wärme schmilzt das Metall an, und der Aufschlag des jeweiligen Funkens verursacht einen Ausstoß, ein Verdampfen und einen Neuguß des Metalls in dem dielektrischen Fluid 108 in form von Kügelchen. Mit Hilfe dieses Prozesses läßt sich Material 31 jeglicher Härte schneiden, so lange das Material elektrisch leitfähig ist. Die Elektroerosionsbearbeitung (EDM) beseitigt nahezu sämtliche mechanischen Kräfte, die ansonsten zum Bohren eines Bohrlochs aufzubringen wären. Somit können auch brüchige Teile in einfacher Weise durch die vorliegende Erfindung bei Einsatz des EDM-Prozesses bearbeitet werden.
Erhöhte Steuerbarkeit, Vielseitigkeit und Genauigkeit des EDM-Verfahrens ermöglichen dervorliegenden Erfindung, gekrümmte Bohrungen in Carbiden, Stählen und Metallen jeglicher Härte zu bohren, wobei gleichzeitig in signifikanter Weise die Kosten reduziert werden, die ansonsten für ein ähn liches Ergebnis zur Herstellung von Werkzeugen und Formen aufzubringen wären.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist, kann die Kurvenführung 26 einen nach außen gerichteten, bogenförmigen Aufnahmekanal 65 aufweisen, der durch Seitenwände 116 und eine Basis 118 gebildet wird. Der Aufnahmekanal 65 dient zum Führen, Aufnehmen und Halten eines flexiblen Bohrenergieträgerteils der Schneidvorrichtung 28. Damit läßt sich das Bohrteil 61 direkt mit einer (nicht gezeigten) entfernten Energiequelle verbinden.
Beispielsweise kann ein flexibler Bohrenergieträger in der Form einer optischen Leitung 119 in einem Schutzisolator 120 eingeschlossen sein. Die optische Leitung wird dann an eine (nicht dargestellte) Laserlichtquelle angeschlossen. Wenn der Schwenkarm 24 sich um den Schwenkzapfen 52 dreht, welcher von der Halterung 22" in Position gehalten wird, werden die Kurvenfbhrung 26 und das Schneidteil 61" in Richtung des Materials 31 vorgerückt. Die Bewegung und die Bahn der Kurvenführung 26 bewirken, daß die optische Leitung 119 und der Schutzisolator 120 in dem Kanal 65 geführt, aufgenommen und gehalten werden.
Der Kanal 65 kann auch mit einem Dreh-Schneidteil 61 und einer flexiblen Antriebswelle 68 gemäß Fig. 1 bis 6 verwendet werden.
Wenn dabei der Schwenkarm 24 verschwenkt wird, führt die Kurvenführung die Schneidvorrichtung 28 und rückt sie von der Halterung 22 vor, um entlang einer vorbestimmten Bahn innerhalb des Materials 31 ein Loch zu bohren.
Nach der Fertigstellung der Bohrung wird die Bewegung des Schwenkarms 24 umgekehrt, und die Kurvenführung 26 und die Schneidvorrichtung 28 werden aus dem Inneren des Materials 31 herausbewegt. Das Einführen und Ausziehen der Kurvenführung 26 und der Schneidvorrichtung 28 in das bzw. aus dem Material 31 wird durch das Schwingen des Schwenkarms 24 definiert.
Wenn der Schwenkarm 24, die Kurvenführung 26 und das Schneidteil 61 der Schneidvorrichtung 28 in einer gemeinsamen Ebene liegen, lassen sich gekrümmte Bohrungen erzeugen, die eine Drehung über 180º machen. In anderen Worten: die Länge der gekrümmten Bohrung läßt sich allgemein dadurch bestimmen, daß man die Länge des Schwenkarms 24 zwischen dem Schwenkzapfen 52 und der Mitte der starr angebrachten Kurvenführung 26 mit dem Wert π multipliziert.
Alternativ können der Schwenkarm 24, die Kurvenführung 26 und das Schneidteil 61 eine Schraubenbohrmaschine 20 bilden, die eine zylindrische Spiralbohrung bildet. Erreicht werden kann dies dadurch, daß man eine (nicht gezeigte) schraubenförmig gestaltete Kurvenführung an dem verlängerten zweiten Ende 56 des Schwenkarms 24 anbringt. Das Schneidteil 61 wird an dem freitragenden zweiten Ende 60 der Kurvenführung 26 angebracht. Diese Ausgestaltung ermöglicht dem Schwenkarm 24, über mehr als 360º verschwenkt zu werden und tatsächlich als Kurbel zu fungieren, um das Schneidteil 61 und die Kurvenführung 26 in das Material zu schrauben. Natürlich müßte sich der Schwenkarm 24 notwendigerweise entlang seiner Drehachse in Richtung auf das Material 31 zubewegen, wenn die Kurvenführung 26 in das Material 31 eintritt.

Betätigungsvorrichtung

Der drehbare Schwenkarm 24, die Kurvenführung 26 und die Schneidvorrichtung 28 können fernbetätigt werden mit Hilfe einer Betätigungsvorrichtung, bei der es sich schlicht um einen Bohrführungs-Vorrückmechanismus handelt. Eine solche Betätigungsvorrichtung drängt den Schwenkarm 24 selektiv zum Verschwenken oder Drehen, um dadurch die Kurvenführung und die Schneidvorrichtung 28 so zu beaufschlagen, daß diese in Richtung des Materials 31 vorrücken und ein Loch entlang einer vorbestimmten gekrümmten Bahn innerhalb des Materials 31 bohren. Eine solche Betätigungsvorrichtung kann auch dazu dienen, den Schwenkarm 24 in eine Anfangsposition zurückzuziehen und dadurch die Kurvenführung 26 und die Schneidvorrichtung 28 aus dem Inneren des Materials 31 herauszuziehen.
Das Einführen und das Herausziehen der Kurvenführung 26 und der Schneidvorrichtung 28 in das und aus dem Material 31 definiert eine Schwingbewegung des Schwenkarms 24.
Der drehbare Schwenkarm 24, die Kurvenführung 26 und die Schneidvorrichtung 28 lassen sich durch eine große Vielfalt von Betätigungsvorrichtungen 30 fernbetätigen.
Wie in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist, kann die Betätigungsvorrichtung 30 einfach eine Zug- oder eine Druckfeder 122 mit einem ersten Ende oder Arm 124 und mit einem zweiten Ende oder Arm 126 enthalten. Das erste Ende oder der Arm 124 wird gegen den Schwenkarm 24 gedrängt. Das zweite Ende oder der zweite Arm 126 drückt gegen die Halterung 22. Auf diese Weise drängen in der Feder 122 gespeicherte Zug- oder Druckkräfte die Feder 122 entweder in die geöffnete oder die geschlossene Stellung, abhängig davon, ob die Feder 122 eine Druckfeder oder eine Zugfeder ist. In jedem Fall sollten die in der Feder 122 gespeicherten Kräfte den Schwenkarm 24, die Kurvenflährung 26 und die Schneidvorrichtung 28 derart mit Kraft beaufschlagen, daß diese sich um den Schwenkzapfen 52 drehen.
Bei einer Ausführungsform ist die Feder 122 eine Zugfeder, die die Schneidvorrichtung 28 in Richtung auf und/oder gegen das Material 31 drängt. Im Betrieb wird der Schwenkarm 24 gemäß Pfeil 128 im Uhrzeigersinn verschwenkt. Dies hebt das Schneidteil 61 über eine Oberseite des Materials 31. Auf den Schwenkarm 24 aufgebrachte manuelle Kräfte werden dann freigegeben, so daß die Feder 122 den Schwenkarm 24 im Gegenuhrzeigersinn drehen und dadurch das Schneidteil 61 in die Nähe der Oberseite des Materials 31 drücken kann.
Weitere Elemente können eingesetzt werden, um das Schneidteil 61 von dem Material 31 zurückzuziehen, ohne daß eine Bedienungsperson in das dielektrische Fluid 108 greifen muß, um den Schwenkarm 24 im Uhrzeigersinn zu drehen. Beispielsweise kann das erste Ende 54 des Schwenkarms 24 starr an einem ersten Ende eines länglichen Schwenkzapfens 52 angebracht werden. Der Schwenkzapfen 52 kann in einer Außenverkleidung 129 geschützt und isoliert werden. Der Schwenkzapfen 52 wird dann drehbar an der Halterung 22 gelagert. Ein Hebel oder eine Kurbel 130 ist starr mit einem zweiten Ende des Schwenkzapfens 52 verbunden. Die starre Anbringung kann durch irgendwelche geeigneten Mittel erfolgen. In Fig. 10 sind eine Mutter 131 und Beilagscheiben 132 auf das erste und das zweite Ende des Schwenkzapfens 51 aufgeschraubt. Man kann auch andere Befestigungsmittel einsetzen, beispielsweise Schweißen.
Eine Drehung der Kurbel 130 veranlaßt, daß der Schwenkzapfen 52 sich in der Halterung 22 dreht und dadurch den Schwenkarm 24 in ähnlicher Weise in Drehung versetzt. Die Drehung des Schwenkarms 24 veranlaßt, daß die Kurvenführung 26 und die Schneidvorrichtung 28 vorrücken oder zurückgezogen werden, abhängig von der Drehrichtung, jeweils über den vorbestimmten gekrümmten Weg.
Andere Formen der Betätigungsvorrichtung 30 sind ebenfalls möglich. Beispielsweise zeigen die Fig. 1 bis 6, 10 bis 12, 13 bis 15, 16 bis 18 und 19 unterschiedliche Arten von Verbindungsstangen 134 sowie flexibler Druck/Zug-Verbindungen 136, die drehbar an entweder dem Schwenkarm oder der Kurvenführung 26 anbringbar sind. Vorzugsweise sind Verbindungsstangen 134 oder flexible Verbindungen 136 mit dem Schwenkarm 24 an einer Verbindungsstelle oder einer Schnittstelle des Schwenkarms 24 mit der Kurvenführung 26 verbunden. Alternativ kann gemäß Fig. 5 die Verbindungsstange 136 mit dem Schwenkarm 34 an einem Zwischenpunkt 138 zwischen dem ersten Ende 54 und dem zweiten Ende 56 verbunden sein.
Eine geeignete Bewegung der Verbindungsstange 134 oder der flexiblen Verbindung 136 veranlaßt, daß der Schwenkarm 24, die Kurvenführung 26 und die Schneidvorrichtung 28 über eine vorbestimmte gekrümmte Bahn vorrücken oder zurückgezogen werden.
Fig. 1 bis 3 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung, bei der die Betätigungseinrichtung 30 einen Doppel-Parallelkurbelmechanismus aufweist. Der Schwenkarm 24 und die zwei verschiedenen Kurbelsysteme 140 und 141 sind drehbar an der Halterung derart angebracht, daß ihre Achsen entlang einem gemeinsamen Strahl oder einer gemeinsamen Linie verlaufen. Das erste Kurbelsystem 140 dreht sich um einen Schwenkzapfen 142. Das zweite Kurbelsystem 141 dreht sich um einen Schwenkzapfen 143.
Eine einzelne Verbindungsstange 134 ist mit dem Schwenkarm 24 und mit jedem der beiden Kurbelsysteme 140 und 141 verbunden. Ein erstes Ende 144 der Verbindungsstange 134 ist drehbar mit dem zweiten Ende 56 des Schwenkarms 24 verbunden. Ein Schwenkzapfen 146 dient zum Festlegen der Verbindungsstange 134 an dem Schwenkarm 24.
Die Verbindungsstange 134 ist drehbar an einem ersten Kurbelsystem 140 an einer Zwischenstelle entlang der Verbindungsstange 134 angebracht. Ein Schwenkzapfen oder -niet 148 kann zum Verbinden der Verbindungsstange 134 mit dem ersten Kurbelsystem 140 dienen. Der Abstand zwischen dem Drehzapfen 142 und dem Drehzapfen 148 ist im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den Schwenkzapfen 52 und dem Drehzapfen 146.
Ein zweites Ende 150 der Verbindungsstange 134 ist drehbar mit dem zweiten Kurbelsystem 141 über einen Drehzapfen 152 verbunden. In ähnlicher Weise entspricht der Abstand zwischen dem Schwenkzapfen 143 und dem Zapfen 152 im wesentlichen dem Abstand zwischen den Drehzapfen 52 und 146 sowie zwischen den Drehzapfen 142 und 148.
Der Abstand zwischen den Drehzapfen 146 und 148 ist im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den Drehzapfen 52 und 142. In ähnlicher Weise entspricht der Abstand zwischen den Drehzapfen 148 und 152 im wesentlichen dem Abstand zwischen den Drehzapfen 142 und 143.
Die Halterung 22, der Schwenkarm 24, die Verbindungsstange 134, das erste Kurbelsystem 140 und das zweite Kurbelsystem 141 bewegen sich im wesentlichen in parallelen Ebenen und bilden ein ebenes Parallelogramm. Die Verbindungsstange 134, das erste Kurbelsystem 140 und das zweite Kurbelsystem 142 können jegliche Form oder Konfiguration aufweisen, so lange diese Elemente die beschriebene Funktion ausführen und die gewünschte Bewegung nicht behindern.
Die Verbindungsstange 134 ist in der Lage, frei um die Drehzapfen 146, 148 und 152 zu drehen, sogar über eine vollständige Drehung um 360º, falls dies erforderlich ist. In den meisten Fällen allerdings wird die Drehung auf 180º beschränkt sein.
Die Schneidvorrichtung 28 wird demnach zuerst aus dem Gehäuse bewegt, und zwar entlang dem bogenförmigen Weg, der durch das Verschwenken der Kurvenführung definiert wird. Wenn der Drehwinkel etwa 90º erreicht, bewegt sich die Schneidvorrichtung zurück in Richtung auf das Gehäuse, wenn die Kurvenführung ihre durch die translatorische Bewegung aufgrund der Stoßstange 134 verursachte Drehung fortsetzt.
Die Bewegung entweder des ersten Kurbelsystems 140 oder des zweiten Kurbelsystems 141 bewirkt, daß die Verbindungsstange 134 nahezu identische Drehbewegung auf den Schwenkarm 24 überträgt.
Außerdem sind Mittel zum Drehen des ersten und/oder des zweiten Kurbelsystems 140 und 141 vorgesehen.
Das erste und/oder das zweite Kurbelsystem 140 und 141 können einen oder mehrere eingebaute Riemenscheiben aufweisen. Solche Riemenscheiben teilen die ähnliche Drehachse ihres entsprechenden Kurbelsystems. Wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, enthalten das erste und das zweite Kurbelsystem 101 und 141 Riemenscheiben 154 bzw. 156.
Die Riemenscheiben 154 und 156 besitzen sich nach außen erstreckende Kanäle etwa gleichen Durchmessers, in denen ein oder mehrere flexible Zugschnüre, Ketten, Kabel oder dergleichen untergebracht werden können. Die Riemenscheiben oder flexiblen Zugschnüre sorgen für eine ruckfreie, einfache Betätigung und Drehung des ebenen Parallelogramms, der angebrachten Kurvenführung 26 und der Schneidvorrichtung 28.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist ein erstes Ende 158 einer ersten Zugschnur 160 an der Riemenscheibe 154 mit einem Befestiger 162 befestigt. In ähnlicher Weise ist ein erstes Ende 164 einer zweiten Zugschnur 166 mit einem Befestiger 168 an der Riemenscheibe 156 befestigt. Flexible Zugschnüre 160 und 166 verlaufen in den Außenkanälen der Riemenscheiben 154 bzw. 156. Ein zweites Ende 170 der ersten Zugschnur 160 und/oder ein zweites Ende 172 einer zweiten Zugschnur 164 sind mit einem Befestiger 173 starr an einem einfach gesteuerten Auslöser 174, einem Hebel, einem Schalter oder dergleichen befestigt.
Der Auslöser 174 erstreckt sich von dem Inneren der Umhüllung 38 ausgehend nach außen und ist durch einen Drehzapfen 176 drehbar an der Halterung 22 gelagert. Der Drehzapfen 176 befindet sich in einer solchen Lage, daß sich für den verlängerten Abschnitt 176 des Auslösers 174 eine erleichterte Betätigung ergibt.
Die Schwenkbewegung des verlängerten Abschnitts 178 um den Drehzapfen 176 bewirkt, daß der Befestiger 173 sich über eine vorab definierte bogenförmige Bahn bewegt, die definiert ist durch den Drehwinkel und den radialen Abstand zwischen dem Drehzapfen 176 und dem Befestiger 173. Die Bewegung des Befestigers 173 veranlaßt, daß sich die Zugschnüre 160 und 166 in Längsrichtung bewegen, was wiederum die Riemenscheiben 154 und 156 in Drehung versetzt. Die Riemenscheiben 154 und 156 drehen sich mit praktisch gleicher Geschwindigkeit und veranlassen dadurch, daß die Verbindungsstange 134 den Schwenkarm 24, die Kurvenführung 26 und die Schneidvorrichtung 28 dreht.
Eine Zugfeder 180 kann mit der Halterung 22 derart verbunden sein, daß das erste und/oder das zweite Kurbelsystem 140 und 141 so beaufschlagt werden, daß eine Drehung der Kurbelsysteme 140 und 141 stattfindet, oder ein Zurückziehen nach einer vorher erfolgten Drehung. Ein Ende einer Zugfeder 180 kann an dem Drehzapfen 143 befestigt sein, der seinerseits starr mit der Halterung 22 befestigt ist. Das andere Ende der Zugfeder 180 kann an der Riemenscheibe 156 angebracht sein.
Wichtig ist, zu sehen, daß in die Verbindungsstange 134 und die Drehzapfen 52, 142 und 143 in deren kritischer Lage sämtlich auf einem im wesentlichen gleichen Strahl oder einer gleichen Linie liegen, und dabei die Zugschnur 160 fortgesetzt eine Kraft auf das erste Kurbelsystem 140 ausübt und die Zugschnur 166 eine Kraft auf das zweite Kurbelsystem 141 ausübt. Aufgrund dieser Ausgestaltung besitzt die Betätigungsvorrichtung 30 in einer solchen Position keine Bewegungsinstabilität. In anderen Worten: es gibt keine Totpunkte.
Fig. 6 zeigt eine alternative Lage für den Auslöser 174, den Drehzapfen 176 und den Befestiger 173. Wie man sehen kann, hängt die Drehrichtung des ersten und des zweiten Kurbelsystems 140 und 141 von der gewünschten Bewegung zur Betätigung und von der Bahn des Schwenkarms 24 ab.
In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, die in den Fig. 4 bis 5 dargestellt ist, sind die Riemenscheiben 154 und 156 sowie die Zugschnüre 160 und 166 der ersten Ausführungsform durch ein Zahnstangen-Ritzel- System ersetzt. Bei dieser Ausführungsform enthalten das erste Kurbelsystem 140 und das zweite Kurbelsystem 141 Scheiben 182 und 184, die mit der Verbindungsstange 134 über Drehzapfen 148 bzw. 152 verbunden sind.
Die Scheibe 182 ist starr an einer Welle 182' angebracht. Die Welle 182' ist durch Träger 186 drehbar an der Halterung 22 gelagert. Die Scheibe 184 ist starr mit einer Welle 184' verbunden. Die Welle 184' ist ebenfalls über Träger 186 drehbar mit der Halterung 22 verbunden. Ein erstes Ritzel 188 ist starr mit der Welle 182' des ersten Kurbelsystems 140 gekoppelt. Ein zweites Ritzel 190 ist starr mit der Welle 184' des zweiten Kurbelsystems 141 verbunden.
In der Umhüllung 3 8 befindet sich eine Zahnstange 192, die an der Halterung 22 so gelagert ist, daß die Zahnstange 192 innerhalb fester Führungen 194 zurück und nach vorn gleiten kann. Die Zahnstange 192 besitzt eine Verzahnung 196, die mit den Ritzeln 188 und 190 kämmt. Wenn die Zahnstange 192 in den festen Führungen 194 verschoben wird, bewirkt die Verzahnung 196, daß sich die Ritzel 188 und 190, die Wellen 182' und 184' und die Scheiben 182 und 184 drehen, die ihrerseits die Verbindungsstange 134 antreiben. Die Bewegung der Verbindungsstange 134 veranlaßt den Schwenkarm 24, die Kurvenfihrung 26 und die Schneidvorrichtung 28 zu einem Verschwenken innerhalb ihrer vorbestimmten gekrümmten Bahn.
Die Zahnstange 192 wird mit einer Druckfeder 200 in Arbeitsberührung mit einem Hebel 198 gehalten. Der Hebel 198 dreht um einen Schwenkzapfen 202.
Bei einer weiteren Ausführungsform, die in den Fig. 10 bis 12 gezeigt ist, kann die Betätigungsvorrichtung 30 einen Kreuzkurbelmechanismus aufweisen. Dieser enthält eine drehbare Scheibenkurbel 212, eine als Hebel ausgebildete Verbindungsstange 134', eine Führung 210 und einen Auslöser 174.
Die Scheibenkurbel 202 ist an der Halterung 22 drehbar gelagert und dreht sich um einen Drehzapfen 143.
Ein erstes Ende 144 der als Hebel ausgebildeten Verbindungsstange 134' ist an den Schwenkarm 24 mittels eines Drehzapfens 146 angebracht. Ein zweites Ende 150 der Hebel-Verbindungsstange 134' ist durch einen Drehzapfen 152 an der drehenden Scheibenkurbel 212 angebracht.
Die Hebel-Verbindungsstange 134' ist außerdem mit einer Gleitführung oder einem Drehzapfen 214 an einem Zwischenpunkt zwischen dem ersten Ende 144 und dem zweiten Ende 150 ausgestattet. Vorzugsweise befindet sich der verschiebliche Drehzapfen 214 an einem Mittelpunkt zwischen dem ersten Ende 144 und dem zweiten Ende 150.
Der verschiebliche Drehzapfen 214 befindet sich in einer Führung 210, die einen oberen Abschnitt 216 und einen unteren Abschnitt 218 aufweist. Wenn der verschiebliche Drehzapfen 214 sich in der Führung 210 verschiebt, dienen der obere Abschnitt 216 und der untere Abschnitt 218 als Schwenkpunkte, gegen die die als Hebel ausgebildeten Verbindungsstange 134' gedrückt wird. Die Schwenkpunkte sind definiert durch die inneren Seitenwände einer Nut, eines Schlitzes oder eines Kanals der Führung 210, die in der Halterung 22 ausgebildet oder daran angebracht ist. Die Schwenkpunkte stellen einen starren Abstützpunkt dar, um den die Verbindungsstange 134' verschwenkt werden kann.
Ähnlich der obigen Erläuterung kann die Scheibenkurbel 212 mit einer Riemenscheibe 220 ausgestattet sein, die sich um den Drehzapfen 143 dreht. Die Riemenscheibe 220 besitzt einen nach außen gerichteten Kanal, in welchem eine flexible Zugschnur 222 aufgenommen, geführt und gehalten werden kann.
Die flexible Zugschnur 222 ist mit einem ersten Ende 224 durch einen Befestiger 226 an der Riemenscheibe 220 befestigt. Ein zweites Ende 228 der flexiblen Zugschnur 222 ist mit einem Befestiger 173 an dem Auslöser 174 befestigt. Der Auslöser 174 dreht sich um einen Drehzapfen 176, um innerhalb der Schnur 220 einen Zug und Bewegung hervorzurufen. Als Ergebnis der Bewegung des Auslösers 174 wird die Scheibenkurbel 212 gedreht. Der Abstand zwischen den Schwenkzapfen 52 und 146 ist im wesentlichen ähnlich dem Abstand zwischen den Drehzapfen 143 und 152.
Bei einer (nicht gezeigten) Ausführungsform ist der Abstand zwischen den Drehzapfen 146 und 152 im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den Drehzapfen 52 und 143. Wenn dies so ist, wird ein echter Kreuzkurbelmechanismus gebildet.
In einer alternativen Ausführungsform, die in den Fig. 10 bis 12 dargestellt ist, ist ein modifizierter Kreuzkurbelmechanismus veranschaulicht. Allgemein gesprochen, ist in der Scheibenkurbel 220 ein Schlitz 230 ausgebildet, und in dem Schlitz 230 ist frei verschieblich ein Drehzapfen 152 vorhanden. Die Scheibenkurbel 212 erstreckt sich neben dem Schlitz 230, um Abstützung und Spielraum für den Schlitz 230 zu schaffen. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine engere Toleranz zwischen den verschiedenen Teilen der Maschine.
Wenn der Auslöser 174 um den Drehzapfen 176 verschwenkt wird, zieht der Befestiger 173 an der Zugschnur 222, die ihrerseits die Scheibenkurbel 212 dreht. Wenn sich die Scheibenkurbel 212 dreht, kann der Drehzapfen 152 innerhalb des Schlitzes 230 frei verschoben werden. Tangentialkräfte an dem Drehzapfen 152 drehen die Verbindungsstange 134' zwangsweise um den Drehzapfen 214. Der Drehzapfen 214 kann auch frei in der Führung 210 gleiten. Die Führung 210 dient als Schwenkpunkt, gegen den die Führungsstange 134' gedrängt wird. Eine weitere Drehbewegung der Scheibenkurbel 212 wird über die Verbindungsstange 134' übertragen, wodurch der Schwenkarm 24 in etwa der gleichen Bewegung bewegt wird wie die Scheibenkurbel 212, nur in entgegengesetzter Drehrichtung.
Fig. 11 veranschaulicht diese Ausfübrungsform mit einem teilweise ausgefahrenen Zustand. Eine weitere Drehung der Scheibenkurbel 212 zwingt die Verbindungsstange 134', gegen den Drehzapfen 146 zu drücken und den Schwenkarm innerhalb seiner vorbestimmten gekrümmten Bahn weiter nach oben zu drängen.
Ähnlich der obigen Beschreibung kann eine (nicht gezeigte) Feder eingesetzt werden, um die Scheibenkurbel 212 in Richtung einer Drehung oder in Richtung des Zurückziehens aus einer früher erfolgten Drehung zu drängen.
Die Feder sollte betrieblich zwischen die Halterung 22 und die Scheibenkurbel 212 gelegt werden.
Bei noch weiteren Ausführungsformen, die in den Fig. 9, 13 bis 19 gezeigt sind, können mehrere Schwenkarme 24, mehrere Kurvenführungen 26, mehrere Schneidvorrichtungen 28 und mehrere Betätigungsvorrichtungen 30 im Verein miteinander oder innerhalb einer einzelnen Maschine verwendet werden.
Fig. 9 veranschaulicht mehrere Bohrmaschinen 20, die gemeinsam eingesetzt werden.
Fig. 13 bis 19 zeigen mehrere Bohrmaschinen, die in einer einzelnen Vorrichtung eingesetzt werden.
Insbesondere zeigt Fig. 15, wie zwei exzentrische Schwenkpunkte 52 dazu benutzt werden können, eine brustbeinförmige Bohrung zu bilden.
Von besonderem Interesse ist, wie eine flexible Druck/Zug-Verbindung 300 dazu benutzt werden kann, die Drehbewegung des Schwenkarms 24 zu veranlassen. Geeignete Führungen 302 dienen zur korrekten Lenkung der Kräfte, die in der flexiblen Verbindung 300 übertragen werden.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht der Schneidvorrichtung 28 außerdem einen breiten Bereich von möglichen Orientierungen bezüglich einer Bohrfläche des Materials 31. Erreicht wird dies durch Steuern des Wegs und des Drehwinkels der Kurvenführung 26 und der Schneidvorrichtung 28 sowie dadurch, daß die Kurvenführung 26 und die Schneidvorrichtung 28 unter verschiedenen Winkeln bezüglich der übrigen Elemente der Bohrmaschine und/oder bezüglich des zu bohrenden Materials 31 plaziert werden.
Fig. 18 zeigt einen Mechanismus, der eine Betätigungsvorrichtung 30 ähnlich derjenigen aufweist, die in dem US-Patent 4 941 466 beschrieben ist. Allerdings betonen die Differenzen den Umstand, daß ein linearer bis kur venförmiger Weg für die flexible Bohrwelle bei Bedarf nicht notwendig ist. Diese Zeichnungen veranschaulichen lediglich einige von mehreren verschiedenen Gerätetypen, die hergestellt werden können und bei denen die flexible Bohrwelle von einer krummlinigen Bahn in eine krummlinige Bahn übergeht.
Durch die vorliegende Erfindung kann also ein Einschnitt an einer als sicher geltenden Stelle vorgenommen werden, um dann die Bohreinrichtung in geeigneter Weise in der Nähe der zu bohrenden Knochenstruktur oder in Anlage an dieser zu positionieren. Nach dem Positionieren erfolgt das Bohren, ohne daß die Stellung der Bohrmaschine 20 bewegt oder manipuliert werden müßte.
Die hier als Beispiel offenbarten Mittel und konstruktiven Merkmale stellen die vornehmlich bevorzugte Form der Realisierung der Erfindung dar. Obschon die Zeichnungen eine bevorzugte sowie alternative Ausführungsformen der Erfindung zeigen, wurden in dem obigen Text weitere Ausführungsformen beschrieben. Der Fachmann erkennt, daß die offenbarte Vorrichtung eine Vielfalt von Formen und Konfigurationen annehmen kann. Außerdem erkennt der Fachmann auf dem Gebiet der vorliegenden Erfindung, daß die vorstehend dargelegte Lehre verschiedenen Modifikationen, weiteren Ausführungsformen und alternativen Formen der Erfindung zugänglich ist.

Industrielle Anwendbarkeit

Die vorliegende Erfindung kann in einer großen Vielfalt industrieller Gebiete eingesetzt werden, bei denen einfache, zuverlässige und einfach zu bedienende Vorrichtungen und Verfahren benötigt werden, um in einem Feststoff eine oder mehrere gekrümmte Bohrungen auszubilden. Die erfindungsgemäße Maschine ist außerdem kompakt, funktionell, unaufdringlich, effizient, wiederverwendbar, dauerhaft, stabil, ist einfach konstruiert und ist außerdem billig und wirtschaftlich in der Herstellung. Es kann von traditionellen oder nicht-traditionellen Bohrverfahren Gebrauch gemacht werden.
Die vorliegende Erfindung steigert nicht nur die Geschwindigkeit und vereinfacht nicht nur die Prozedur bei der Ausbildung gekrümmter Bohrlöcher, sie schafft außerdem eine Bohrmaschine, die weniger Zugangsraum für den Betrieb benötigt und das umgebende Material weniger beschädigt. Die Erfindung ermöglicht außerdem das Einleiten eines Bohrvorgangs aus einer Vielfalt möglicher Orientierungen bezüglich der gebohrten Fläche.
Obschon die Erfindung einen breiten Bereich von Anwendungsmöglichkeiten aufweist, liegt die spezielle Anwendung der Erfindung bei chirurgischen Verfahren, bei denen ein Ligament, Gewebe, Draht oder ein anderes Element an einer Knochenfläche angebracht werden muß. Die vorliegende Erfindung sorgt dafür, daß solche Verfahren auch in Bereichen ausgeführt werden können, in denen extrem beengter Zugang vorhanden ist. Die gekrümmte Bohrung kann sogar in äußerst kleinen und tiefen Zugangsöffnungen oder einem Einschnitt bei minimaler Beschädigung der benachbarten Knochenstruktur und des benachbarten Weichgewebes ausgeführt werden. Nach der Herstellung der gekrümmten Bohrung kann ein Faden oder ein Befestigungsfilament in einfacher Weise durch die Bohrung hindurchgeführt werden, um das Gewebe oder Ligament an dem Knochen zu verankern.

Claims

1. Vorrichtung zum Bohren einer gekrümmten Bohrung in einem Material, umfassend:

(a) eine Halterung (22);

(b) einen Schwenkarm (24), der schwenkbar an der Halterung (22) an einem Schwenkpunkt (52) angebracht ist, wobei der Schwenkarm (24) ein Drehverbindungsglied oder eine Kurbel bildet, die sich um den Schwenkpunkt (52) dreht oder um diesen schwenkt, wobei der Schwenkarm ein erstes Ende (54) in der Nähe des Schwenkpunkts (52) und ein zweites Ende (56) radial außen bezüglich des Schwenkpunkts (52) besitzt;

(c) eine Kurvenführung (26) mit einem ersten Ende (58), welches starr oder einstückig mit dem zweiten Ende (56) des Schwenkarms (24) verbunden ist, wobei die Kurvenführung (26) ein gestrecktes zweites Ende (60) aufweist, welches von dem Schwenkarm (24) freitragend nach außen wegsteht, wobei die Kurvenführung (26) etwa auf einem Bogen liegt, der definiert wird durch einen Drehweg des zweiten Endes (56) des Schwenkarms (24), wenn dieser um den Schwenkpunkt (52) gedreht wird, wobei der Schwenkpunkt (52) sich in der Nähe eines Vorsprungs oder einer Kante der Halterung (22) befindet;

(d) eine Vorrichtung (28) zum Schneiden des Materials innerhalb von Grenzen der gekrümmten Bohrung;

(e) eine Einrichtung (64) zum Sichern der Schneidvorrichtung (28) an dem zweiten Ende (60) der Kurvenführung (26);

(f) eine Einrichtung (30) zur Fern-Drehbetätigung des Schwenkarms (24), wobei

die Schneidvorrichtung (24) einen Schneidkopf und einen flexiblen Bohrenergieträger (68) zur Verbindung mit einer entfernten Antriebsquelle aufweist, von denen der Schneidkopf dazu ausgebildet ist, sich über eine vorbestimmte Bahn zunächst aus der Halterung heraus und anschließend zumindest teilweise in Richtung der Halterung nach innen vor- und zurückzubewegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenführung (26) einen sich nach außen erstreckenden Aufnahmekanal (65) aufweist, in dem der flexible Bohrenergieträger (68) der Schneidvorrichtung (28) geführt, aufgenommen und gehalten wird, wobei der Kanal (65) den flexiblen Bohrenergieträger ((68) aufnimmt, hält und freigibt, wenn die Schneidvorrichtung (28) und die Kurvenführung (28) zum Bohren einer gekrümmten Bohrung durch das Material vorgerückt und zurückgezogen werden,

und daß die Betätigungseinrichtung (30) eine Verbindungsstange oder eine flexible Druck/Zug-Verbindung aufweist, die schwenkbar an dem Schwenkarm oder an der Kurvenführung angebracht ist, wobei eine Bewegung der Verbindungsstange oder der Verbindung den Schwenkarm, die Kurvenführung und den Schneidkopf veranlaßt, über den vorbestimmten Weg vorzurücken oder zurückzugehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der flexible Bohrenergieträger (68) in der Halterung (22) für eine Linearbewegung auf die Kurvenführung (26) zu und von dieser weg gelagert ist.

3. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der die Halterung (22) eine in der Hand haltbare Gehäuseeinheit (36) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der die Schneidvorrichtung (28) einen mechanischen, einen elektrochemischen oder einen thermischen materialabhebenden Prozeß ausführt.

5. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der die Betätigungsvorrichtung (28) mindestens ein Kurbelsystem (140 oder 141) aufweist.

6. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der die Betätigungseinrichtung (30) die gesamte Verbindungsstange (134) entlang einem bogenförmigen Weg verlagert.

7. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der die Betätigungseinrichtung mindestens zwei Kurbelsysteme (140, 141) aufweist, wobei die Verbindungsstange (134) schwenkbar mit beiden Kurbelsystemen gekoppelt ist zwecks Bewegung jedes Punkts der Verbindungsstange entlang einer kreisförmigen Bahn.

8. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der die Betätigungseinrichtung (30) die Schneidvorrichtung (28) über einen Winkel von etwa 180º bewegt.

9. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der die Betätigungseinrichtung (30) außerdem einen Hebel oder Auslöser aufweist, der schwenkbar an der Halterung (22) angebracht ist, wobei die Verbindungsstange (134) betrieblich mit dem Hebel in der Weise gekoppelt ist, daß eine Bewegung des Hebels eine Verlagerung der Druckstange veranlaßt.

10. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der die Betätigungseinrichtung (30) außerdem eine kämmende Zahnstangen- Ritzel-Anordnung aufweist, wobei eine Längsbewegung der Zahnstange (192) das Ritzel (188) zum Drehen bringt, was wiederum eine Verlagerung der Verbindungsstange (134) veranlaßt.

11. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der die Verbindungsstange (134) an dem Schwenkarm (24) oder der Kur venführung (26) an einem Verbindungspunkt angebracht ist, der sich zwischen dem Schwenkarm und der Kurvenführung befindet.

12. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, bei der die Betätigungseinrichtung einen Doppel-Parallelkurbelmechanismus (140, 141) aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der der Doppel-Parallelkurbelmechanismus umfaßt:

(a) die Halterung (22);

(b) den Schwenkarm (24), der schwenkbar an der Halterung an einem festen Schwenkpunkt angebracht ist;

(c) ein erstes Kurbelsystem (140), welches drehbar an der Halterung angebracht ist;

(d) ein zweites Kurbelsystem (141), welches drehbar an der Halterung angebracht ist;

(e) wobei die Verbindungsstange (134) ein erstes Ende, einen sich an einer Stelle entlang der Verbindungsstange befindlichen Zwischenpunkt und ein zweites Ende aufweist, von denen das erste Ende der Verbindungsstange schwenkbar mit dem Schwenkarm (24) verbunden ist, das erste Kurbelsystem schwenkbar mit der Verbindungsstange an dem Zwischenpunkt verbunden ist, das zweite Ende der Verbindungsstange schwenkbar mit dem zweiten Kurbelsystem verbunden ist,

wobei die Halterung, der Schwenkarm, die Verbindungsstange, das erste Kurbelsystem und das zweite Kurbelsystem ein flächiges Parallelogramm bilden; und

(f) eine Einrichtung zum Drehen des ersten und des zweiten Kurbelsystems, wobei die Dreheinrichtung zumindest an dem ersten Kurbelsystem angebracht ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei dem die Dreheinrichtung mindestens eine Zugschnur (154) aufweist, welche an dem ersten Kurbelsystem (140) befestigt ist, wobei eine Längsbewegung der Zugschnur veranlaßt, daß sich das erste Kurbelsystem dreht, was wiederum die Verbindungsstange (134) veranlaßt, den Schwenkarm (24) und das zweite Kurbelsystem (141) zu drehen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der das erste Kurbelsystem (140) mindestens eine Riemenscheibe (154) aufweist, wobei das erste Kurbelsystem und die Riemenscheibe eine ähnliche Drehachse besitzen und die Zugschnur (154) um die Riemenscheibe geführt ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, weiterhin umfassend einen Hebel oder Auslöser (174), der schwenkbar an der Halterung (22) gelagert ist, wobei die Zugschnur (154) betrieblich mit dem Hebel in der Weise verbunden ist, daß eine Bewegung des Hebels die Zugschnur veranlaßt, sich in Längsrichtung zu bewegen und dadurch das erste Kurbelsystem (140) zu drehen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 12, weiterhin umfassend eine betrieblich mit der Halterung (22) gekoppelte Feder, die das erste oder das zweite Kurbelsystem (140 oder 141) beaufschlagt, um es zu drehen, oder um es aus einer früheren Drehung zurückzuziehen.

18. Verfahren zum Ausbilden einer gekrümmten Bohrung durch Verwendung der Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, ausgeschlossen jegliches Verfahren im Sinne des Artikels 52(4) EPÜ.

19. Verfahren zum Bohren einer gekrümmten Bohrung in einem Material, umfassend: Bewegen eines länglichen flexiblen Bohrenergie trägers (68) entlang einer ersten Richtung oder eines Annäherungswegs in Richtung auf eine und fort von einer Kurvenführung (26), wobei die Führung (26) von einer Schwenkvorrichtung (24) getragen wird, die etwa auf einem Bogen liegt, der definiert wird durch einen bezüglich einer Drehachse zentrierten Drehweg; und Fern-Drehbetätigen der Kurvenführung (26) durch Verlagern einer Verbindungsstange (134), die drehbar mit der Kurvenführung verbunden ist, entlang einer gekrümmten Bahn über eine Erstreckung von mehr als 90º, und Ablenken des flexiblen Bohrenergieträgers (68) durch Zusammenwirken mit der Kurvenführung (26), damit er sich entlang einem gekrümmten Weg mit einer Krümmung von mehr als 90º bewegt, definiert durch den bezüglich der Drehachse zentrierten Drehweg, während Bohrenergie über den länglichen flexiblen Bohrenergieträger (68) einem Schneidkopf (61) zugeleitet wird, der an der Kurvenführung (26) festgelegt ist und sich an einem Ende des Bohrenergieträgers (68) befindet, um dadurch den Schneidkopf (61) in Richtung auf das Material vorzurücken und ein Loch entlang dem vorbestimmten gekrümmten Weg in dem Material zu bohren und den Schneidkopf (61) zu einer Ausgangsstellung zurückzuziehen und dadurch die Kurvenführung (26) und den Schneidkopf (61) aus dem Material zurückzuziehen, ausgeschlossen jegliches Verfahren im Sinne des Artikels 52(4) EPÜ.