BR112012022981B1

BR112012022981B1 - Instrumento vibratório com ferramenta intercambiável

Info

Publication number: BR112012022981B1
Application number: BR112012022981-8A
Authority: BR
Inventors: Patrick Lesage; Jean-Michel Richer; Alain Pinel
Original assignee: Soc. Pour La Conception Des App. Des Techniques Electroniques; Patrick Lesage
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2011-03-03
Publication date: 2020-12-08
Also published as: US9421072B2; CA2792775A1; WO2011110774A2; AU2011225907B2; KR20130004287A; JP5748786B2; EP2544620B1; BR112012022981A2; EP2544620A2; HK1177130A1; TW201138724A; US20130040263A1; CA2792775C; KR101767285B1; CN102858268A; ES2555554T3; FR2957243B1; AU2011225907A1; CN102858268B; WO2011110774A3

Abstract

INSTRUMENTO VIBRATÓRIO COM FERRAMENTA INTRACAMBIÁVEL. A invenção se refere a um instrumento vibratório (200) compreendendo uma ferramenta (220) montada de forma liberável em um transportador de ferramenta (210), o transportador de ferramenta sendo projetado para ser mecanicamente acoplado de forma rígida com um aparelho gerador de vibração. A ferramenta (220) compreende em sucessão ao longo do eixo longitudinal o seguinte: uma porção operacional (221) que apresenta uma extremidade livre para reproduzir a vibração transmitida pelo aparelho gerador de vibração; uma porção de acoplamento (223); e uma porção de fixação elasticamente deformável (222) disposta a montante da porção de acoplamento (223). O transportador de ferramenta (210) compreende em sucessão ao longo do eixo longitudinal o seguinte: um alojamento (214) que recebe a porção de fixação (222) da ferramenta; e um rolamento do acoplamento (215) que circunda a porção de acoplamento (223) da ferramenta (220), pelo menos em parte. A porção de fixação (222) da ferramenta (220) apresenta dimensões externas que são adaptadas em relação às dimensões do alojamento (214) do transportador de ferramenta (210), para impedir o contato entre a porção de fixação e o alojamento, quando a porção de acoplamento (223) da ferramenta (220) está em contato com o rolamento do acoplamento (215) do transportador de ferramenta (210).

Description

Campo e fundamentos da invenção

[001] A presente invenção se refere a aparelhos de tratamento odontológico e, mais particularmente, a aparelhos ultrassônicos, como aparelhos para remoção de escama, superfície (eliminando biofilmes) ou corte (cavidades ou preparação de próteses), etc., cujos aparelhos incluem instrumentos que vibram nas frequências ultrassônicas.

[002] A Figura 1 mostra um aparelho de tratamento ultrassônico 100 que compreende um gerador ultrassônico 110 conectado a uma peça 120 por um cabo 111. O instrumento vibratório 130, também referido como “sonótrodo” ou “insersor” ou “ponta”, que é projetado para vibrar nas frequências do som ou ultrassom, é montado na porção superior da peça 120. De modo bem conhecido, a peça 120 inclui um transdutor (não mostrado), isto é, constituído por um material piezelétrico e mecanicamente acoplado ao insersor 130, para transmitir ondas vibratórias para ele na amplitude que é determinada como uma função da energia enviada pelo gerador ultrassônico 110.

[003] Como mostrado na Figura 2, o instrumento vibratório 130 é principalmente constituído por duas porções, uma base ou porção proximal 133 que é projetada para ser fixada rigidamente em um elemento 123 que é seguro no transdutor (não mostrado) da peça 120, e uma porção operacional ou ferramenta 132 que é projetada para reproduzir a vibração transmitida pela peça 120. O instrumento vibratório 130 é geralmente encaixado na peça 120 por fixação com parafuso, com a base 133 do instrumento, incluindo uma tomada 133a que é aparafusada no elemento de fixação 123 seguro no transdutor, e tendo um fio complementar 123a.

[004] A porção operacional ou ferramenta 132 corresponde à porção “útil” do instrumento, isto é, a porção com a qual o tratamento é realizado. A forma da porção operacional do instrumento e, em particular, a forma da sua extremidade 132a, é determinada como uma função do tratamento a ser realizado. Por exemplo, o instrumento 130 apresenta uma porção operacional 132 em que a forma da sua extremidade 123a é adaptada ao tratamento da remoção de escama. Figuras 3A a 3C mostram exemplos de instrumentos em que as porções operacionais ou ferramentas apresentam formas que são adaptadas para realizar, respectivamente, os seguintes tratamentos: remoção de escama e/ou material estranho (insersor 140, Figura 3A); tratamentos preparatórios antes da aplicação das próteses (insersor 150, Figura 3B); e extração não traumática e tratamentos para retirada dos materiais acima (insersor 160, Figura 3C). Outros exemplos de instrumentos vibratórios são descritos, em particular, nos documentos 6 312 256 e US 4 283 175.

[005] Em cada novo tratamento, e mesmo em determinados estágios em um único instrumento, o médico necessita alterar o instrumento da peça, isto é, desparafusar a base do instrumento que foi previamente utilizado e aparafusá-lo em outro instrumento que é adaptado ao novo tratamento ou à etapa seguinte do tratamento. Durante um único dia de atividade, o médico pose necessitar repetir esta operação por um grande número de vezes. Entretanto, embora esta operação não seja difícil em si, o médico deve estar atento o suficiente a ela em cada ocasião para garantir que o instrumento é montado adequadamente. Para uma boa operação, é necessário que o instrumento vibratório seja aparafusado adequadamente na peça e apertado de forma suficiente para obter um bom acoplamento mecânico com o transdutor, possibilitando ao transdutor utilizar um grampo de dinamômetro para esta finalidade. Consequentemente, existe a necessidade de reduzir o período de tempo empregado e simplificar a manipulação ao ser alterado o instrumento e, mais particularmente, ao ser alterada a porção operacional ou ferramenta.

[006] O documento JP 2002/065700 apresenta uma escova montada de forma removível no transportador de ferramenta seguro na peça do ultrassom. Entretanto, neste documento, o sistema de fixação da escova no transportador de ferramenta é adaptado para transmitir a boa transmissão da vibração para a escova, isto é, para a ferramenta que não é rígida e de massa que é considerável. Além disso, no sistema descrito neste documento, as porções de acoplamento e fixação são as mesmas. O sistema de fixação não é adequado para transmitir, de forma adequada, a vibração ultrassônica para ferramentas ou porções operacionais que são rígidas, como aquelas descritas acima.

Objetivo e resumo da invenção

[007] O objetivo da presente invenção é propor uma solução que possibilita montar a porção operacional ou ferramenta de um instrumento vibratório de forma liberável sem que seja necessário, em cada ocasião, desparafusar todo instrumento da peça, garantindo ao mesmo tempo, no entanto, uma boa transmissão (som ou ultrassom) da vibração da peça para a porção operacional do instrumento.

[008] Este objetivo é atingido por um instrumento vibratório que compreende uma ferramenta montada de forma liberável em um transportador de ferramenta, o transportador de ferramenta sendo projetado para ser mecanicamente acoplado de forma rígida com um aparelho gerador de vibração, a ferramenta compreendendo em sucessão ao longo do eixo longitudinal o seguinte: uma porção operacional que apresenta uma extremidade livre para reproduzir a vibração transmitida pelo aparelho gerador de vibração; uma porção de acoplamento; e uma porção de fixação elasticamente deformável disposta a montante da porção de acoplamento; o transportador de ferramenta compreendendo em sucessão ao longo do eixo longitudinal o seguinte: um alojamento que recebe a porção de fixação da ferramenta; e um rolamento do acoplamento que circunda a porção de acoplamento da ferramenta, pelo menos em parte; e a porção de fixação da ferramenta apresentando dimensões externas que são adaptadas em relação às dimensões internas do alojamento do transportador de ferramenta, para impedir o contato entre a porção de fixação e o alojamento, quando a porção de acoplamento da ferramenta está em contato com o rolamento do acoplamento do transportador de ferramenta.

[009] Assim, quando a força de impulso radial e/ou axial é aplicada na porção operacional da ferramenta, isto é, quando a porção operacional é posta em contato com o artigo a ser tratado, isto é, um dente, o único contato entre o transportador de ferramenta e a ferramenta é situado entre a porção de acoplamento da ferramenta e o rolamento de acoplamento do transportador de ferramenta. Consequentemente, garante-se a boa transmissão da vibração do transportador de ferramenta para a ferramenta, impedindo o amortecimento que pode ocorrer entre elas como resultado do contato entre as porções da ferramenta e do transportador de ferramenta, com exceção dos elementos de acoplamento correspondentes.

[0010] A boa transmissão da vibração entre o transportador de ferramenta e a ferramenta é também garantida pelo fato de que a porção de acoplamento da ferramenta é colocada entre sua porção de fixação e sua porção operacional. Assim, a vibração recebida do rolamento de acoplamento do transportador de ferramenta pela porção de acoplamento da ferramenta é transmitida diretamente para a porção operacional sem necessitar passar por outras porções da ferramenta, o que pode diminuir a amplitude das ondas ultrassônicas.

[0011] Além disso, por meio da sua porção de fixação elasticamente deformável, a ferramenta da presente invenção pode ser montada no transportador de ferramenta de forma rápida e fácil. Semelhantemente, a ferramenta da presente invenção pode ser removida com a mesma rapidez e facilidade do transportador de ferramenta. Consequentemente, visto que a porção operacional do instrumento vibratório na presente invenção é incorporada em uma ferramenta, que pode ser montada de forma rápida e fácil e desmontada do transportador de ferramenta seguro no aparelho gerador de vibração, a porção operacional pode ser alterada em um período de tempo curto, em particular em um período de tempo que é curto comparado ao período necessário à alteração da porção operacional, que utiliza instrumentos vibratórios do estado da técnica, envolvendo, respectivamente, a desmontagem e montagem completas de dois instrumentos diferentes no aparelho gerador de vibração.

[0012] Em modalidades variantes do instrumento vibratório da invenção, a porção de acoplamento da ferramenta e do rolamento de acoplamento do transportador de ferramenta pode apresentar formas frustocônicas complementares, ou formas cilíndricas, ou mesmo as primeiras porções com forma frustocônica complementar e as segundas porções com forma cilíndrica.

[0013] Quando a porção de acoplamento da ferramenta e o rolamento de acoplamento do transportador de ferramenta apresentam formas cilíndricas, a porção de acoplamento da ferramenta inclui um suporte axial em sua extremidade, unindo-se à porção operacional da ferramenta, o suporte axial apresenta um diâmetro superior ao diâmetro do rolamento de acoplamento do transportador de ferramenta. Quando a porção de acoplamento da ferramenta e rolamento de acoplamento do transportador de ferramenta apresentam formas frustocônicas complementares, estes dois elementos formam propriamente um sistema de suporte axial.

[0014] De acordo com uma característica adicional da invenção, a porção de fixação da ferramenta inclui um elemento retentor disposto a montante da porção de acoplamento, e o alojamento do transportador de ferramenta inclui uma porção retentora que recebe o elemento retentor da ferramenta.

[0015] De acordo com outra característica adicional da invenção, a porção de acoplamento da ferramenta inclui um suporte radial, e o transportador de ferramenta inclui um segmento vazio que recebe o suporte radial, o suporte radial e o segmento vazio formam um dispositivo limitador de rotação para limitar o giro da ferramenta no transportador de ferramenta.

[0016] Em um aspecto da invenção, a resiliência da porção de fixação é obtida com a formação de, pelo menos, uma fenda longitudinal nela.

[0017] A porção de fixação também pode incluir, pelo menos, uma porção de seção reduzida substancialmente no centro da porção de fixação.

[0018] De acordo com uma característica adicional da invenção, o transportador de ferramenta inclui um canal interno adequado para cooperar com o canal interno na peça, e a ferramenta inclui um canal interno adequado para cooperar com o canal interno do transportador de ferramenta e que se abre na porção operacional.

[0019] A presente invenção também apresenta um aparelho de tratamento odontológico ultrassônico que compreende, pelo menos, uma peça cirúrgica conectada com um gerador de vibração e caracterizado por compreender também, pelo menos, um instrumento vibratório, de acordo com a presente invenção.

Breve descrição dos desenhos

[0020] Outras características e vantagens da invenção são apresentadas a partir da descrição a seguir das modalidades particulares da invenção, fornecidas como exemplos não limitados, com referência aos desenhos em anexo em que: - a Figura 1 é uma vista perspectiva do aparelho cirúrgico odontológico ultrassônico; - a Figura 2 é uma vista perspectiva do instrumento vibratório antes de ser montado na peça no estado da técnica; - as Figuras 3A a 3C mostram exemplos de instrumentos vibratórios que apresentam formas diferentes; - a Figura 4 é uma vista perspectiva, parcialmente na seção, antes da montagem da ferramenta no transportador de ferramenta do instrumento vibratório, de acordo com uma modalidade da invenção; - as Figuras 5A a 5C mostram a operação de montagem da ferramenta ultrassônica no transportador de ferramenta do instrumento vibratório na Figura 4; - a Figura 6 mostra o instrumento vibratório na Figura 5C quando a força de impulso axial é aplicada na porção operacional da ferramenta; - as Figuras 7 e 8 são vistas da seção do instrumento vibratório, de acordo com outra modalidade da invenção; - a Figura 9 é uma vista da seção do instrumento vibratório, de acordo com mais uma modalidade da invenção; - as Figuras 10A e 10B são, respectivamente, uma vista perspectiva e uma vista da seção que mostra o dispositivo limitador de rotação colocado no instrumento vibratório na Figura 4; e - as Figuras 11A e 11B são, respectivamente, uma vista perspectiva e uma vista da seção que mostra o dispositivo limitador de rotação colocado no instrumento vibratório na Figura 7.

Descrição detalhada das modalidades da invenção

[0021] A presente invenção apresenta um novo modelo de instrumento ou insersor vibratório (também conhecido como “ponta” ou “sonótrodo”) que é constituído de, pelo menos, dois elementos separáveis, nomeadamente o primeiro elemento que corresponde à ferramenta vibratória apresentando uma extremidade (porção operacional) que visa reproduzir som ou vibração ultrassônica, e um transportador de ferramenta para ser acoplado mecanicamente, de forma rígida, com o aparelho gerador de som ou vibração ultrassônica, como a peça geradora de ultrassom. A ferramenta e o transportador de ferramenta são feitos de materiais que são relativamente rígidos, como metais, ligas metálicas (aço) ou compósitos do tipo material carbônico.

[0022] A Figura 4 mostra o instrumento vibratório ou insersor 200, de acordo com a primeira modalidade da presente invenção, compreendendo o transportador de ferramenta 210 e a ferramenta 200. O transportador de ferramenta 210 é a parte de uma única peça que apresenta um corpo 211 com a primeira extremidade ou base 212 para ajustar de forma rígida uma peça 20. De forma bem conhecida, a peça 20 é um gerador de som ou vibração ultrassônica e ela pode incluir um transdutor (não mostrado), isto é, feito de material piezelétrico e mecanicamente acoplado, de forma rígida, no insersor, para transmitir a ele ondas vibratórias. Na modalidade aqui descrita, o transportador de ferramenta 210 é rigidamente fixado na peça ao ser aparafusado no elemento de fixação 23 seguro no transdutor da peça. Para este fim, a bases 212 do transportador de ferramenta 210 inclui um recesso 2120 que apresenta uma tomada 2121 formada na parede deste e adequada para cooperar com o fio 231 presente no elemento 23. Naturalmente, a forma e o meio de fixação (no caso, a tomada) entre a base do transportador de ferramenta e a peça podem ser diferentes. Em geral, a forma e o meio de fixação da base do transportador de ferramenta são definidos como uma função da forma e do meio de fixação do elemento de fixação presente na peça. O transportador de ferramenta também pode ser permanentemente fixado na peça, isto é, por soldagem, ou pode corresponder meramente a sua extensão. O transportador de ferramenta, mostrado na Figura 4, apresenta uma forma curva para facilitar o acesso ao local de tratamento. Entretanto, dependendo do local em questão, o transportador de ferramenta pode apresentar outros tipos de forma e, em particular, pode ser ainda mais curvo, ou, por outro lado, pode apresentar uma forma reta.

[0023] Como mostrado nas Figuras 4 e 5A, o corpo 211 do transportador de ferramenta 210 se estende desde a base 212 até a segunda extremidade 213 e compreende em sucessão ao longo do eixo longitudinal XX’ (Figura 5A) o seguinte: alojamento 214 que recebe a porção de fixação 222 da ferramenta 220; e um rolamento do acoplamento 215 que circunda, pelo menos em parte, e coopera com a porção de acoplamento 223 da ferramenta 220, como explicado abaixo em detalhes. O alojamento 214 é formado por uma cavidade formada dentro do transportador de ferramenta 210 em sua extremidade 213. O alojamento 214 apresenta uma forma que varia, formando, a partir do rolamento de acoplamento 215 e indo até a extremidade do alojamento 214, o seguinte: uma porção 2141 de pequena seção; uma porção retentora 2142; e uma extremidade 2143. O rolamento de acoplamento 215, que, neste exemplo, apresenta uma forma frustocônica fêmea em sua superfície interna, é projetado para conferir acoplamento mecânico com a ferramenta 220, como explicado abaixo. A porção retentora 2142 forma um sulco que apresenta um aro 2142a permitindo que a ferramenta 220 seja retida uma vez tendo sido inserida no alojamento 214. A extremidade 2143 visa receber a extremidade da porção de fixação da ferramenta 220. A extremidade 2143 é conectada na extremidade do recesso 2120 da base 212 por um canal de fluxo interno 216 formado dentro do corpo 211 e projetado para cooperar com um canal interno 232 do elemento de fixação 23 da peça.

[0024] A ferramenta ultrassônica 220 compreende, principalmente, três porções dispostas em sucessão ao longo do eixo longitudinal XX’, nomeadamente a primeira porção referida como sua porção “operacional” 221; a segunda porção correspondente à porção de acoplamento 223; e a terceira porção referida como sua porção de “fixação” 222. A porção operacional corresponde à porção “útil” do insersor, isto é, a porção com a qual o tratamento é realizado. A forma da porção operacional do insersor e, em particular, a forma da sua extremidade são determinadas como uma função do tratamento a ser realizado. Na modalidade aqui descrita, a porção operacional 221 apresenta uma forma plana que define das faces 221a e 221b. Esta forma é adequada, em particular, à remoção de material estranho, isto é, “debridamento”. A porção operacional também pode ser estruturada e/ou incluir uma camada na superfície (isto é, uma camada abrasiva). Como mostrado na Figura 4, a ferramenta 220 também inclui um canal interno 2210 que se abre em duas faces 211a e 211b por aberturas 2210a e 2210b. O canal 2210 serve para receber um fluido que é enviado da peça pelo canal interno 232 e transportado até a ferramenta pelo canal interno 216 do transportador de ferramenta.

[0025] A porção de fixação 222 corresponde à porção que é inserida no alojamento 214 do transportador de ferramenta 210. A porção de fixação 222 inclui uma porção alongada 2222, um elemento retentor 2223 e uma porção guia 2224. A porção de fixação 222 também inclui uma fenda 2225 que se estende longitudinalmente na porção guia 2224, no elemento retentor 2223 e na porção alongada 2222. A fenda longitudinal 2225 apresenta a função de transmitir a capacidade de deformação elástica para a porção de fixação 222 da ferramenta 220, permitindo que a ferramenta 220 seja inserida e removida do alojamento 214 no transportador de ferramenta 210. Preferivelmente, a fenda 2225 se estende unicamente na porção de fixação 222, e não na porção de acoplamento 223. Caso a fenda 2225 também se estenda na porção de acoplamento 223, ela reduz a rigidez da porção de acoplamento e pode apresentar o efeito de amortecer a vibração que passa por esta porção até a porção operacional da ferramenta. Além disso, ainda com a fenda estendida na porção de acoplamento, a porção de acoplamento é capaz de deformação, reduzindo, desta forma, sua área de contato (acoplamento) com o rolamento de acoplamento do transportador de ferramenta.

[0026] As Figuras 5A a 5C mostram a ferramenta 220 sendo inserida no transportador de ferramenta 210. A porção de fixação 222 da ferramenta 220 é inserida no alojamento 214 do transportador de ferramenta 210 ao engatar a porção guia 2224 na entrada do alojamento (Figura 5A). O elemento retentor 2223, que forma um anel que se projeta da porção de fixação 222, entra em contato com a parede interna do alojamento que forma uma passagem na porção 2141 de seção reduzida, a passagem tendo um diâmetro D2141 inferior à largura D2223 do elemento retentor 2223, ao mesmo tempo que a porção de fixação está em repouso. É possível ao elemento retentor passar pela porção 2141 de seção reduzida em razão da presença da fenda longitudinal 2225 que permite à porção de fixação 222 deformar-se elasticamente, e também em razão da presença de superfícies planas 2223a e 2223b formadas no elemento retentor, cada uma nos dois lados da fenda 2225 (Figura 5B). Cada superfície plana 2223a e 2223b se estende na direção que é perpendicular ao plano da fenda 2225. A distância entre as superfícies planas 2223a e 2223b é inferior ou igual ao diâmetro D2141 da porção de seção reduzida. Quando o elemento retentor alcança a porção retentora 2142, a porção de fixação 222 retorna a sua forma inicial (Figuras 5C e 6). O elemento retentor 2223 é, em seguida, recebido no espaço formado pela porção retentora 2142. O aro 2142a impede que a ferramenta 220 se afaste do alojamento 214 do transportador de ferramenta 210 na medida que nenhuma força de tração significativa é aplicada na ferramenta.

[0027] De acordo com a presente invenção, para garantir que as ondas ultrassônicas são bem transmitidas entre o transportador de ferramenta 210 e a ferramenta 220, as dimensões destes dois elementos são determinadas para que, quando a porção de acoplamento da ferramenta e o rolamento de acoplamento do transportador de ferramenta se encontram no chamado contato “operacional”, isto é, quando a pressão axial e/ou radial é aplicada na porção operacional da ferramenta, não haja outro contato entre o restante das outras porções da ferramenta e o transportador de ferramenta, isto é, entre a porção de fixação da ferramenta e o alojamento do transportador de ferramenta. Quanto este contato operacional não é engatado, a ferramenta é simplesmente retida no transportador de ferramenta pelo elemento retentor da porção de fixação.

[0028] Mais precisamente, como mostrado na Figura C, a porção de acoplamento 223 da ferramenta 220 apresenta uma forma frustocônica macho que tem um diâmetro médio D223, enquanto que a superfície interna do rolamento de acoplamento 215 do transportador de ferramenta 210 tem apresenta uma forma frustocônica fêmea que tem um diâmetro médio D215. Estas formas complementares permitem que estes dois elementos sejam mutuamente engatados e acoplados juntos. Além disso, a diferença entre os diâmetros D223 e D215 e as diferenças cônicas entre a porção de acoplamento 223 e o rolamento de acoplamento 215, ambos constituindo tolerâncias de maquinagem no engate cônico, exercem influência na profundidade de penetração da porção de acoplamento 223 no rolamento de acoplamento 215. Consequentemente, estas diferenças são determinadas para que, quando a porção de acoplamento da ferramenta e o rolamento de acoplamento do transportador de ferramenta estiverem em contato operacional, nenhuma outra porção destes dois elementos esteja em contato operacional. Na figura 5C, a porção de acoplamento 223 e a superfície interna do rolamento de acoplamento 215 apresentam formas frustocônicas que têm substancialmente a mesma conicidade.

[0029] O elemento retentor 2223 da porção de fixação 222 da ferramenta apresenta uma largura P2223 que é inferior à largura P2142 da porção retentora 2142 do alojamento 214 do transportador de ferramenta, para deixar folgas ou espaços axiais de tamanho médio J5 e J7 entre estas duas porções.

[0030] A porção guia 2224 da porção de fixação 222 da ferramenta apresenta um comprimento P2224 que é menor que o comprimento P2143 da extremidade 2143 do alojamento 214 da ferramenta, para deixar uma folga ou espaço axial de tamanho médio J6 entre estas duas porções.

[0031] Em sua porção maior, a porção alongada 2222 da ferramenta apresenta um diâmetro D2222 que é inferior a do diâmetro D2141 da porção 2141 de seção reduzida do alojamento 214 do transportador de ferramenta, para deixar uma folga ou espaço radial de tamanho mínimo J2 entre estas duas porções.

[0032] O elemento retentor 2223 da ferramenta apresenta um diâmetro D2223 que é inferior ao diâmetro D2142 da porção retentora 2142 do alojamento 214, para deixar uma folga ou espaço radial de tamanho médio J3 entre estas duas porções.

[0033] A porção guia 2224 da ferramenta apresenta um diâmetro D2224 que é inferior a do diâmetro D2143 da extremidade 2143 do alojamento, para deixar uma folga ou espaço radial de tamanho médio J4 entre estas duas porções.

[0034] O elemento retentor 2223 é colocado na porção de fixação 222 da ferramenta em um determinado local permitindo que a folga ou espaço J7 seja conferido entre a face a montante do elemento retentor e a borda a montante da porção retentora 2142 do alojamento 214.

[0035] De acordo com a invenção, os espaços J2 a J7 que estão presentes entre as porções da porção de fixação 222 da ferramenta e as porções de alojamento 214 do transportador de ferramenta são determinados para impedir o contato entre a porção de fixação 222 e do alojamento 214 quando a porção de acoplamento 223 e a superfície interna do rolamento de acoplamento 215 estão em contato.

[0036] Como mostrado na Figura 6, quando a força de impulso axial Fa é exercida na porção operacional 221 da ferramenta 220, somente a porção de acoplamento 223 da ferramenta e o rolamento de acoplamento 215 do transportador de ferramenta 210 estão em contato operacional, não estando em contato as outras porções da porção de fixação da ferramenta e o alojamento do transportador de ferramenta. Desta forma, a vibração ultrassônica recebida pelo transportador de ferramenta da peça é transmitida para a ferramenta somente pela superfície de contato formada entre a porção de acoplamento 223 e o rolamento de acoplamento 215. Desta forma, não existe o risco desta vibração ser amortecida pelo contato entre outras porções da ferramenta e do transportador de ferramenta, possibilitando obter uma boa transmissão de vibração ultrassônica entre o transportador de ferramenta e a ferramenta. Semelhantemente, quando a força de impulso lateral ou radial é aplicada na porção operacional 221, a mesma configuração é obtida, isto é, o contato ocorre somente entre a porção de acoplamento 223 da ferramenta e o rolamento de acoplamento 215 do transportador de ferramenta 210, sem qualquer contato entre a porção de fixação da ferramenta e o alojamento do transportador de ferramenta.

[0037] O espaço J7 entre a face a montante do elemento retentor e a borda a montante da porção retentora 2142 do alojamento 214 é inferior ao comprimento sobre o qual a porção de acoplamento 223 se estende, impedindo que a porção de acoplamento escape completamente do transportador de ferramenta em determinadas posições do instrumento, isto é, impedindo-a de permanecer na posição que fica de frente, pelo menos, para uma porção do rolamento de acoplamento do transportador de ferramenta.

[0038] Como explicado acima, a ferramenta necessita ser feita de um material que seja suficientemente rígido para reproduzir de forma correta a vibração ultrassônica gerada pela peça. Consequentemente, a presença da fenda longitudinal permite que a capacidade de deformação e resiliência seja conferida à porção de fixação da ferramenta e suficiente para permitir que a ferramenta seja inserida, respectivamente, e mantida no transportador de ferramenta. As duas porções da porção de fixação que são separadas pela fenda podem ser movidas umas em relação às outras permitindo que o elemento retentor passe pela porção de seção reduzida (Figura 5B) e possa, subsequentemente, retornar a sua posição inicial, após o elemento retentor ter alcançado a porção retentora do alojamento, garantindo que a ferramenta é mantida no transportador de ferramenta (Figura 5C).

[0039] A ferramenta é extraída do transportador de ferramenta ao ser exercida uma força de tração na ferramenta direcionada para deixar o alojamento, isto é, ao ser puxada na porção operacional na direção oposta à direção da inserção. Nestas circunstâncias, a porção de fixação 222 da ferramenta 220 torna-se deformada para permitir que o elemento retentor 2223 se desengate da porção retentora 2142 e passe pela porção 2141 de seção reduzida, como mostrado na Figura 5B.

[0040] Para aumentar ainda mais a capacidade da porção de fixação 222 da ferramenta 220 em relação à deformação elástica, a porção 2222a e 2222b de seção reduzida (isto é, obtida por moagem) é feita em sua porção alongada 2222, possibilitando reduzir a espessura do material rígido, localmente. Além disso, duas superfícies planas 2223a são maquinadas no elemento retentor 2223, possibilitando-o passar por dentro do alojamento do transportador de ferramenta e, em particular, por dentro da porção 2141 de seção reduzida. As superfícies planas 2223a são feitas nos dois lados da fenda 2225 e se estendem na direção perpendicular ao plano da fenda.

[0041] Além disso, o elemento retentor 2223 pode incluir chanfros 2223c e 2223d em suas bordas para facilitar a inserção e a remoção da ferramenta dentro e fora do alojamento no transportador de ferramenta. O chanfro 2223c serve, em particular, para facilitar o desengate do elemento retentor 2223 do aro 2142a da porção retentora 2142, quando a tração é exercida na ferramenta.

[0042] A largura da fenda longitudinal 2225 é determinada como uma função da deformação (neste caso, deformação por beliscadura) da porção de fixação, que é necessária, para permitir que o elemento retentor 2223 passe por dentro da porção 2141 de seção reduzida.

[0043] Como mostrado na Figura 6, o acoplamento mecânico entre o transportador de ferramenta 210 e a ferramenta 220, para transmissão das ondas vibratórias ultrassônicas, é obtido com a colocação do rolamento de acoplamento 215 do transportador de ferramenta 210 em contato com a porção de acoplamento 223 da ferramenta 220. Na modalidade descrita, estas duas porções apresentam formas cônicas que são complementares.

[0044] A Figura 7 mostra outra modalidade do instrumento vibratório da invenção. O instrumento vibratório na Figura 7 difere daquele mostrado nas Figuras 4 e 5A a 5C, principalmente, em que a porção de acoplamento da ferramenta e o rolamento de acoplamento da ferramenta apresentam uma forma que é cilíndrica ao invés de ser frustocônica na forma, como supracitado.

[0045] Como o instrumento vibratório 200 descrito acima, o instrumento vibratório 600 da Figura 7 é formado pelo transportador de ferramenta 610 e pela ferramenta 620. O transportador de ferramenta 610 é a parte de uma única peça que inclui um corpo 611 apresentando, como o transportador de ferramenta 210 descrito acima, uma primeira extremidade ou base (não mostrada na Figura 7) para ser fixada rigidamente na peça. A forma da base do transportador de ferramenta e seu meio de fixação na peça podem ser variadas (por tomada, fixação permanente, extensão da peça, etc.).

[0046] A segunda extremidade 613 do corpo 611 do transportador de ferramenta 610 compreende em sucessão ao longo do eixo longitudinal XX’ o seguinte: um rolamento de acoplamento 615 para circundar a porção de acoplamento 623 da ferramenta 620; e para cooperar com esta e com o alojamento 614 que visa receber a porção de fixação 622 da ferramenta 620. O alojamento 614 apresenta uma forma variada, que vai desde o rolamento de acoplamento 615 até a extremidade do alojamento 614, formando o seguinte: uma porção 6141 de seção reduzida; uma porção retentora 6142; e uma extremidade 6143. A extremidade 6143 é conectada na extremidade da base de fixação do transportador de ferramenta (não mostrado, na Figura 7) por um canal de fluxo interno 616 formado dentro do corpo 611 que visa cooperar com o canal interno no elemento de fixação da peça.

[0047] A ferramenta ultrassônica 620 compreende em sucessão ao longo do eixo longitudinal XX’ o seguinte: uma porção operacional 621; uma porção de acoplamento 623; e uma porção de fixação 622; a porção de acoplamento 623 também inclui um suporte axial 624 em sua junção com a porção operacional 621. A ferramenta 620 também pode incluir ainda, como a ferramenta 220 descrita acima, um canal interno para receber o fluido enviado da peça pelo canal interno do transportador de ferramenta e aberto nas faces da porção operacional por aberturas (não mostrado na Figura 7).

[0048] A porção de fixação 622 compreende uma porção alongada 6222 e um elemento retentor 6223. A porção de fixação 622 também inclui uma fenda 6225 que se estende longitudinalmente no elemento retentor 6223 e na porção alongada 6222.

[0049] A ferramenta 620 é inserida no e/ou extraída do transportador de ferramenta 610, ao ser exercida uma força de impulso e/ou tração na ferramenta, com a deformação elástica da porção de fixação 622 da ferramenta resultante da presença da fenda 6225 e das superfícies planas 6223a e 6223b permitindo ao elemento retentor 6223 da ferramenta ser engatado no e/ou desengatado da porção retentora 6142 do transportador de ferramenta.

[0050] Além disso, de acordo com a invenção, as dimensões destes dois elementos são determinadas para que a ferramenta seja montada no transportador de ferramenta, como mostrado na Figura 7, o espaço presente entre a porção de acoplamento da ferramenta e o rolamento de acoplamento do transportador de ferramenta é inferior ao espaço presente entre o restante das porções da ferramenta e o transportador de ferramenta.

[0051] Mais precisamente, a porção de acoplamento 623 da ferramenta 620 apresenta um diâmetro D623 que é inferior ao diâmetro D615 do rolamento de acoplamento 615 do transportador de ferramenta 610 deixando um espaço de tamanho médio J10 entre estas duas porções, permitindo que elas sejam engatadas uma à outra.

[0052] O elemento retentor 6223 da porção de fixação 622 da ferramenta apresenta uma largura P6223 que é inferior à largura P6142 da porção retentora 6142 do alojamento 614 do transportador de ferramenta, para deixar espaços axiais de tamanho médio J11 e J16 entre estas duas porções.

[0053] A porção alongada 6222 da ferramenta apresenta um diâmetro D6222 que é inferior ao diâmetro D6141 da porção 6141 de seção reduzida do alojamento 614 do transporte de ferramenta deixando um espaço radial de tamanho médio J13 entre estas duas porções.

[0054] O elemento retentor 6223 da ferramenta apresenta um diâmetro D6223 que é inferior ao diâmetro D6142 da porção retentora 6142 do alojamento 614, para deixar um espaço radial de tamanho médio J14 entre estas duas porções.

[0055] A porção de acoplamento 623 da ferramenta 620 apresenta um comprimento P623 que é inferior ao comprimento P615 do rolamento de acoplamento L615 do transportador de ferramenta 610, para deixar um espaço de tamanho médio J15 entre estas duas porções.

[0056] O elemento retentor 6223 é colocado na porção de fixação 622 da ferramenta em um local determinado que permite ao espaço J16 ser conferido entre a face a montante do elemento retentor e a borda a montante da porção retentora 6142 do alojamento 614.

[0057] De acordo com a invenção, os espaços J10, J11 e J13 a J16, que estão presentes entre as porções da porção de fixação 622 da ferramenta e as porções do alojamento 614 do transportador de ferramenta, são determinados para impedir o contato entre a porção de fixação 622 e o alojamento 614 quando a porção de acoplamento 623 e a superfície interna do rolamento de acoplamento 615 estão em contato operacional.

[0058] Como mostrado na Figura 8, quando a força de impulso radial Fr é exercida na porção operacional 621 da ferramenta 620, somente a porção de acoplamento 623 da ferramenta e o rolamento de acoplamento 615 do transportador de ferramenta 610 estão em contato operacional (pontos de contato entre dois elementos), as outras porções da porção de fixação da ferramenta e do alojamento do transportador de ferramenta não estão em contato operacional, em particular pela presença dos espaços médio J13, J14 e J16. Assim, a vibração ultrassônica recebida da peça pelo transportador de ferramenta é transmitida pela ferramenta pelo contato entre a porção de acoplamento 623 e o rolamento de acoplamento 615. Desta forma, não existe o risco desta vibração ser amortecida pelo contato entre outras porções da ferramenta e do transportador de ferramenta, possibilitando obter uma boa transmissão de vibração ultrassônica entre o transportador de ferramenta e a ferramenta.

[0059] Quando a força de impulso axial Fa é aplicada na porção operacional 621 da ferramenta 620 (Figura 7), o acoplamento mecânico entre a ferramenta 620 e o transportador de ferramenta 610 ocorre essencialmente pelo suporte axial 624 da ferramenta que escora a extremidade do rolamento de acoplamento 615 do transportador de ferramenta, as outras porções da porção de fixação da ferramenta e do alojamento do transportador de ferramenta não estando em contato, em particular pela presença dos espaços J11 e J15.

[0060] O espaço J16 entre a face a montante do elemento retentor e a borda a montante da porção retentora 6142 do alojamento 614 é inferior ao comprimento sobre o qual a porção de acoplamento 623 se estende para impedir que a porção de acoplamento escape completamente do transportador de ferramenta em determinadas posições do instrumento e impedir que ela continue de frente, pelo menos para uma porção do rolamento de acoplamento do transportador de ferramenta.

[0061] A Figura 9 mostra outra modalidade do instrumento vibratório da invenção. O instrumento vibratório 400 da Figura 9 difere daquele mostrado nas Figuras 4 e 5A a 5C em que a porção de acoplamento 423 da ferramenta 420 e o rolamento de acoplamento 415 da ferramenta 410 apresentam formas cilíndrico-cônicas complementares. Mais precisamente, a porção de acoplamento da ferramenta 420 compreende uma primeira porção frustocônica 4201 e uma segunda porção cilíndrica 4202, ao mesmo tempo que a porção de acoplamento 415 do transportador de ferramenta 410 inclui de igual modo uma primeira porção frustocônica 4151 e uma segunda porção cilíndrica 4152.

[0062] Os outros elementos ou porções da ferramenta 420, isto é, a porção operacional e a porção de fixação, de do transportador de ferramenta 410, isto é, o alojamento, são idênticos àqueles do instrumento vibratório descrito acima 200.

[0063] De acordo com a invenção, e como explicado acima, os espaços J21 a J25 estão presentes entre a porção de fixação da ferramenta e o alojamento do transportador de ferramenta, além das diferenças de diâmetro na forma cônica entre a primeira porção frustocônica 4201 da ferramenta 420 e a primeira porção frustocônica 4151 do transportador de ferramenta 410 que são definidas para que, quando a força de impulso axial e/ou radial é aplicada na porção operacional 421 da ferramenta 420, somente a porção de acoplamento 423 da ferramenta e o rolamento de acoplamento 415 do transportador de ferramenta estejam em contato operacional, as outras porções da porção de fixação da ferramenta e do alojamento do transportador de ferramenta não estando em contato operacional.

[0064] À luz da modalidade descrita acima, o conhecedor da técnica não tem dificuldade em criar outras modalidades do instrumento vibratório da invenção. Em geral, para otimizar a transmissão da vibração entre o transportador de ferramenta e a ferramenta, as dimensões daqueles dois elementos são determinadas para que, em primeiro lugar, o espaço(s) axial entre a porção de fixação da ferramenta e o alojamento do transportador de ferramenta seja/sejam superiores à profundidade na qual a porção de acoplamento da ferramenta penetra no rolamento de acoplamento do transportador de ferramenta, e, em segundo, o espaço(s) radial entre a porção de fixação da ferramenta e o alojamento do transportador de ferramenta seja/sejam superiores ao espaço radial presente entre a porção de acoplamento da ferramenta e o rolamento de acoplamento do transportador de ferramenta.

[0065] Nos instrumentos vibratórios 200, 400 e 600 descritos acima, as ferramentas 220 e 620 são montadas de modo a ficarem livres para girarem nos transportadores de ferramenta 210 e 610, dadas as formas das superfícies dos rolamentos de contato 2140 e 6140 dos transportadores de ferramenta e das porções de acoplamento 2221 e 6221 das ferramentas. Nestas circunstâncias, a ferramenta assume automaticamente uma orientação (isto é, ela gira) como uma função da superfície com a qual ela está em contato. Por exemplo, esta liberdade de movimento em rotação possibilita a operação sobre toda periferia de um único dente com o uso da mesma ferramenta.

[0066] As Figuras 10A e 10B mostram uma modalidade do instrumento vibratório 700 que difere do instrumento 200 mostrado nas Figuras 4 e 5A a 5C em que a porção de acoplamento 723 da ferramenta 720 inclui um suporte radial 7230 na porção a jusante da porção de acoplamento, e em que o rolamento de acoplamento 715 do transportador de ferramenta 710 apresenta um segmento vazio 7150 em sua extremidade livre 713. Quando a ferramenta 720 é inserida no transportador de ferramenta 710, o suporte radial 7230 é recebido no segmento vazio para formar um dispositivo limitador de rotação impedindo a ferramenta de girar no transportador de ferramenta. O comprimento do arco L7150 do segmento vazio 7150 em relação à largura P7230 do suporte radial 7230 define o limite angular no giro da ferramenta 720 no transportador de ferramenta 710.

[0067] As outras porções da ferramenta 720 e do transportador de ferramenta 710 do instrumento 700 são idênticas às porções da ferramenta 220 e do transportador de ferramenta 210 do instrumento 200 descrito acima e não são descritas novamente para fins de simplificação.

[0068] As Figuras 11A e 11B mostram uma modalidade do instrumento vibratório 300 que difere do instrumento 600 descrito, com referência à Figura 8, em que o suporte axial 324 da porção de acoplamento 323 da ferramenta 320 inclui um suporte radial 3230, e em que o rolamento de acoplamento 315 do transportador de ferramenta 310 apresenta um segmento vazio 3150 em sua extremidade livre 313. Quando a ferramenta 320 é inserida no transportador de ferramenta 310, o suporte radial 3230 é recebido no segmento vazio para formar um dispositivo limitador de rotação para limitar o giro da ferramenta no transportador de ferramenta. O comprimento do arco L3150 do segmento vazio 3150 em relação à largura P3230 do suporte radial 3230 define o limite angular no giro da ferramenta 320 no transportador de ferramenta 310.

[0069] As outras porções da ferramenta 320 e do transportador de ferramenta 310 do instrumento 300 são idênticas àquelas da ferramenta 620 e do transportador de ferramenta 610 do instrumento 600 descrito acima e não são descritas novamente para fins de simplificação.

[0070] Nas modalidades mostradas nas Figuras 10A, 10B, 11A e 11B, o giro da ferramenta no transportador de ferramenta pode ser bloqueado com a correspondência da largura do suporte radial da ferramenta ao comprimento do arco do segmento vazio do transportador de ferramenta.

[0071] Deve ser obsevado também que a ferramenta não inclui um elemento de suporte radial, podendo este ser utilizado em um transportador de ferramenta que inclui um segmento vazio, como descrito acima.

[0072] À luz da descrição acima, o conhecedor da técnica não tem dificuldade em criar outras modalidades do dispositivo limitador de rotação entre a ferramenta e o transportador de ferramenta.

[0073] Os instrumentos vibratórios ou insersores da invenção podem ser utilizados com aplicativos periféricos para uso odontológico, como os aplicativos em tratamentos que utilizam som ou vibração ultrassônica, que, dadas suas funções e sua ergonomia, constituem produtos acabados do tipo mostrado na Figura 1 descrita acima. Os insersores podem também ser utilizados com aplicativos que estão presentes na forma de módulos a serem integrados (tecnologia do fabricante original do equipamento (OEM)) a outros módulos em produtos dedicados, como estações de trabalho e consultórios dentários.

Claims

1. Instrumento vibratório (200) caracterizado por compreender uma ferramenta (220) montada de forma liberável em um transportador de ferramenta (210), o transportador de ferramenta sendo projetado para ser mecanicamente acoplado de forma rígida com um aparelho gerador de vibração (20), a ferramenta compreendendo em sucessão ao longo do eixo longitudinal o seguinte: uma porção operacional (221) que apresenta uma extremidade livre para reproduzir a vibração transmitida pelo aparelho gerador de vibração (20); uma porção de acoplamento (223); e uma porção de fixação elasticamente deformável (222) disposta a montante da porção de acoplamento (223); o transportador de ferramenta (210) compreendendo em sucessão ao longo do eixo longitudinal o seguinte: um alojamento (214) que recebe a porção de fixação (222) da ferramenta; e um rolamento do acoplamento (215) que circunda a porção de acoplamento (223) da ferramenta (220), pelo menos em parte; e a porção de fixação (222) da ferramenta (220) apresentando dimensões externas que são adaptadas em relação às dimensões internas do alojamento (214) do transportador de ferramenta (210), para impedir o contato entre a porção de fixação e o alojamento, quando a porção de fixação (223) da ferramenta (220) está em contato com o rolamento do acoplamento (215) do transportador de ferramenta (210).

2. Instrumento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a porção de acoplamento (223) da ferramenta (220) apresentar uma forma frustocônica, e pelo rolamento do acoplamento (215) do transportador de ferramenta (210) apresentar uma forma frustocônica que é complementar à forma da porção de acoplamento, a porção de acoplamento e o rolamento do acoplamento formando também um sistema de suporte axial.

3. Instrumento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a porção de acoplamento (623) da ferramenta (620) e pelo rolamento do acoplamento (615) do transportador de ferramenta (610) apresentarem uma forma que é cilíndrica.

4. Instrumento de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a porção de acoplamento (623) da ferramenta (620) incluir um suporte axial (624) em sua extremidade, unindo-se à porção operacional da ferramenta, o suporte axial (624) servindo para cooperar com a extremidade livre (613) do rolamento do acoplamento (615) do transportador de ferramenta (610).

5. Instrumento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a porção de acoplamento (423) da ferramenta (420) incluir uma primeira porção (4201) de forma frustocônica que se estende pela segunda porção (4202) de forma cilíndrica, e pelo rolamento do acoplamento (415) do transportador de ferramenta (410) compreender a primeira porção (4151) de forma frustocônica complementar à forma da porção de acoplamento e a segunda porção (4152) de forma cilíndrica.

6. Instrumento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por a porção de fixação (222) da ferramenta (220) incluir um elemento retentor (2223) disposto a montante da porção de acoplamento (223), e pelo alojamento (214) do transportador de ferramenta (210) incluir uma porção retentora (2142) que recebe o elemento retentor (2223) da ferramenta (220).

7. Instrumento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por a ferramenta (320; 720) incluir um suporte radial (3230), e pelo transportador de ferramenta (310; 710) incluir um segmento vazio (3150; 7150) que recebe o suporte radial, o suporte radial e o segmento vazio formando um dispositivo limitador de rotação para limitar o giro da ferramenta (220) no transportador de ferramenta (210).

8. Instrumento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por a porção de fixação (222) incluir uma fenda longitudinal (2225).

9. Instrumento de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o elemento retentor (2223) compreender duas superfícies planas (2223a, 2223b), cada uma disposta em cada lado da fenda longitudinal e estendida na direção perpendicular ao plano da fenda.

10. Instrumento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por a porção de fixação (222) incluir, pelo menos, uma porção (2222a) da seção reduzida situada substancialmente no centro da porção de fixação.

11. Instrumento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por a ferramenta (220) ser feita de material rígido selecionado de, pelo menos, metal, liga metálica e carbono.

12. Instrumento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por o transportador de ferramenta (210) incluir um canal interno (216) adequado para cooperar com o canal interno (232) na peça (20), e pela ferramenta (220) incluir um canal interno (2210) adequado para cooperar com o canal interno (216) do transportador de ferramenta e que se abre na porção operacional (221).

13. Aparelho ultrassônico para tratamento odontológico compreendendo, pelo menos, uma peça cirúrgica conectada ao gerador de vibração e caracterizado por compreender também ao menos um instrumento vibratório (220) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12.