Dispositif de fixation et d'entraînement pour outil rotatif,
notamment pour fraise dentaire
Les wrists actuellement utilisés en art dentaire ne permettent à l'utilisateur que l'emploi de la traction électrique pour l'entraînement de la fraise. Les régimes ainsi obtenus se situent aux environs 10 000 t. p. m. et certains constructeurs ont prévu des wrists avec dispositif de surmultiplication permet- tant ainsi d'atteindre pour la fraise des régimes de rotation de 30 000 à 40 000 t. p. m.
Pour obtenir des régimes de l'ordre de 300 000 t. p. m. et plus, on est obligé d'utiliser la petite turbine classique à air, mais cette dernière fait l'objet d'un appareillage spécial à part. Ces petites turbines sont alimentées en air par tuyau de caoutchouc et le principal inconvénient rencontré par l'utilisateur réside dans le fait que ce tuyau exerce une tension désagréable sur la mlain du praticien.
La présente invention se rapporte à un dispositif de fixation et d'entraînement pour outil rotatif, no tamment pour fraise dentaire, comprenant un corps destiné à recevoir une pièce à main, dans lequel est disposé un axe portant à l'une de ses extrémités un entraîneur pour l'outil et à son autre extrémité une poulie d'entrâînem ! ent en rotation.
Le dispositif selon l'invention est caractérisé par le fait que son axe est creux et constitue une conduite, son embouchure du côté poulie étant susceptible de recevoir un raccord d'amenée d'air com- primé, l'entraîneur étant t muni de moyens d'étan- chéité permettant Mengagement de manière étanche dans celui-ci d'un tube d'alimentation en air comprimé d'une turbine contre-angle susceptible d'être engagée de manière amovible par son manche sur ledit corps. On réalise ainsi un appareil universel réunissant en un même appareil toutes les possibilités d'entraînement qu'elles soient électriques ou pneumatiques.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution du dispositif selon l'invention, destinées à l'art dentaire.
La fig. 1 est une vue en coupe axiale d'une première forme d'exécution.
La fig. 2 est une vue en coupe axiale d'une seconde forme d'exécution.
La fig. 3 lest une coupe transversale partielle d'un palier.
La fig. 4 étant une coupe semblable à la précédente d'une variante.
La fig. 5 est une vue en coupe longitudinale d'une troisième forme d'exécution, dont
la fig. 6 est une vue partielle à échelle agrandie.
La fig. 7 est un schéma d'une installation de commande.
En référence à la fig. 1, le dispositif représenté comprend un corps formé d'un carter 1 et d'un flasque 2. Ces dieux parties 1 et 2 sont maintenues ensemble par des vis 3. Dans ce carter 1 est ménagé un alésage 4 dans lequel est forcé un roulement à billes 5. De même, dians le flasque 2 est ménagé un alésage 6 dans lequel est forcé un roulement à billes 7. Ces roulements à billes 5 et 7 servent de sup- port à un axe 8 qui est creux. L'une des extrémités de l'axe 8 est conique et porte une poulie à gorge 9.
Cette poulie 9 est bloquée sur la partie conique 10 de l'axe 8 au moyen d'un écrou 11 vissé sur l'extrémité filetée 12 de l'axe 8.
L'autre extrémité de cet axe 8 présente un entraîneur 13 fraisé directement dans ledit axe 8, cet entraîneur étant destiné à l'entrâînemenit de la fraise, non représentée.
Dans sa partie médiane, cet axe 8 sert de support à une roue de turbine 14 du type à action ou
Pelton. Une embouchure 15 est ménagée dans le carter 1. Dans cette embouchure 15 est vissée une pièce 16 percée d'un trou axial 17 constituant l'ajutage d'arrivée d'air alimentant la turbine 14. Cette
pièce 16 est filetée extérieurement pour recevoir un
raccord 18 avec interposition d'un joint 19. Ce raccord 18 est monté à l'extrémité d'une conduite souple 20 d'amenée d'air comprimé. Un filet de diamètre identique à celui formé sur la pièce 16 est formé également sur un prolongement 21 de la poulie à gorge 9. Ainsi, le raccord 18 peut indifférem- ment être vissé soit sur la pièce 16, soit sur le prolongement 21 de ladite poulie à gorge 9.
Ce raccord
18 comprend de la façon habituelle une pièce tubulaire 22 percée d'un canal 23 et sur laquelle est forcée l'extrémité de la conduite souple 20.
Un orifice d'échappement, non visible au dessin, permet la sortie de l'air du carter 1 après son passage sur la roue 14.
Le flasque 2 présente une partie filetée 24 sur laquelle est vissée une équerre 25 bloquée en position par un écrou 26. Cette équerre 25 est destinée à permettre la fixation de l'appareil au bras Doriot conventionnel.
Le carter 1 présente en outre une partie tubulaire 27. C'est sur cette partie tubulaire 27 qu'est destinée à être emmanchée la petite turbine contreangle 28 présentant le manche 29 en forme de douille. Le maintien en place de ce manche 29 sur la partie 27 se fait grâce à un rochet 30 articulé élastiquement sur le carter 1 et dont l'extrémité 31 est destinée à s'engager dans une encoche 32 du manche 29. Cette turbine 28 comprend une conduite 33 s'engageant dans l'entraineur 13 avec interposition d'un joint d'étanchéité 34. Ainsi, cette conduite 33 peut être alimentée en air comprimé en raccordant la conduite souple 20 par son raccord 18 sur le prolongement 21 de la poulie 9, l'air s'introduisant dans le canal central 35 de l'axe 8 pour alimenter la turbine contre-angle 28.
Tel que représenté à la fig. 1, le dispositif est donc prêt pour l'utilisation de la petite turbine dentaire 28. Dans ces conditions, ni la turbine 14, ui la poulie d'entraînement 9 ne tournent et, seule, la petite turbine 28 peut être mise en action.
Si l'on désire actionner avec ce dispositif des pièces à main à hautes vitesses avec la grande turbine 14, il suffit de dévisser le raccord 18 et de le visser sur la pièce-embout 16 pour alimenter l'ajutage d'entrée 15 de la turbine 14. Pour utiliser la traotion électrique, il suffit de remettre la cordelette d'entrainement (non représentée) dans la gorge de la poulie 9.
La fig. 2 représente une seconde forme d'exécution utilisable pour l'art dentaire comprenant également un corps 1 dans lequel tourne un axe creux 8 présentant à l'une de ses extrémités un cône 10 sur lequel est fixée une poulie à gorge 9 pour son entraînement par l'intermédiaire d'une cordelette actionnée par moteur électrique. Cette poulie à gorge est également munie du prolongement 21 fileté destiné à recevoir le raccord 18, 22 fixé à l'extrémité de la conduite souple 20 d'amenée d'air comprimé.
L'autre extrémité de cet axe 8 présente un entraîneur 13 destiné à être utilisé pour l'entraînement des fraises dentaires. Le corps 1 présente également la partie tubulaire 27 destinée à recevoir les dliffé- rentes pièces à main et, dans l'exemple représenté, le manchon 29 d'une petite turbine à air 28. La conduite 33 d'alimentation de cette turbine 28 s'engage alors dans l'entraineur 13 et, ainsi, dans le canal 35 de l'axe creux 8 avec interposition d'un joint d'étanchéité 34. Le manchon 29 est retenu sur la partie tubulaire 27 par le rochet 30 articulé élastiquement par rapport au corps 1 et dont le bec 31 s'engage dans une encoche 32 du manchon 29.
Dans cette seconde forme d'exécution, les paliers de guidage de l'axe 8, au lieu d'être constitués par des roulements à billes, sont constitués par des douilles 36 et 37 engagées avec jeu dans des par ties alésées 38, respectivement 39 du corps 1. Ces douilles 36 et 37 sont disposées également avec jeu autour de l'axe 8, de part et d'autre d'un épaulement 40 que présente celui-ci.
Pour le réglage du jeu axial de l'axe 8 dans le corps 1 celui-ci présente un alésage taraudé 41 dans lequel est vissé un écrou de butée 42 permettant le réglage de ce jeu axial. Un contre-éorou 43 bloque en position l'écrou 42.
Ce dispositif est destiné à être fixé au bras Doriot articulé conventionnel par l'intermédiaire d'une équerre 44 serrée contre un épaulement 45 du corps 1 par un écrou 46 vissé sur une partie filetée dudit corps 1. Ainsi cette équerre peut être orientée selon différentes positions angulaires par rapport au corps 1.
Comme le montre la fig. 3, les douilles 36, respectivement 37 sont munies de rainures longltudi- nales 48 sur leur paroi interne et 49 sur leur paroi externe. En outre, ces douilles 36 et 37 sont munies de perçages radiaux 50 débouchant dans lesdites rainures 48 et 49. De même, l'axe creux 8 est également muni de perçages radiaux 51, respective- ment 52 situés de manière à se trouver placés sensi blement en regard de la partie centrale des douilles 36 et 37.
Lorsqu'on utilise la petite turbine conventionnelle 28 actionnée par l'air comprimé chargé de brouillard d'huile qui traverse l'axe creux 8, le brouillard d'huile pénètre par les perçages 51, 52 entre ledit axe 8 et les douilles 36, 37 d'une part, ainsi qu'entre ces mêmes douilles 36, 37 et les parties alésées 38, 39 du corps 1 par les perçages radiaux 50 et les rainures longitudinales 48, 49.
Si le praticien utilise beaucoup moins la turbine 28 que lia traction électrique par la poulie 9, pour éviter le risque d'un défaut de lubrification des paliers, il lui suffit de faire passer de temps à autre un peu d'air comprimé chargé d'huile en adaptant le raccord 18 du tube souple 20 sur r le prolongement 21 de la poulie 9 ; ceci évite d'avoir recours à une burette d'huile.
La variante d'exécution montrée à la fig. 4 décrit une autre sorte de douil, les 36, 37 munies d'une fente longitudinale 53 de manière à donner une certaine élasticité à ces douilles 36, 37 pour compenser dans une certaine mesure les effets de la dilatation engendrée par une élévation de température.
La disposition de paliers à friction interne et externe diminue le coefficient de frottement entre l'axe 8 et le corps 1, du fait que les douilles 36, 37 constituent des supports intermédiaires pouvant être entraînés sensiblement à la moitié de la vitesse de l'axe 8. Cette disposition permet d'atteindre des vitesses d'entraînement de l'axe 8 bien supérieures à celles que l'on peut obtenir avec des paliers. lisses ordinaires dont la douille externe serait chassée dans le corps 1 de l'appareil.
On peut utiliser pour ce genre de paliers à douilles 36, 37 des matériaux usuels tels que le bronze ou le laiton par exemple ou encore des matériaux autolubrifiants. On peut même usiner ces paliers 36, 37 dans un matériau composite basé sur r l'emploi du polytétrafluoréthylène qui n'a besoin d'aucun lubrifiant.
La fig. 5 représente une troisième forme d'exé cution apparentée au type connu sous le nom de
Doriot, dont la construction est issue du dispositif faisant l'objet du brevet suisse No 226780 du 4 avril 1942 au nom du même inventeur. Ce dispositif comprend les mêmes éléments essentiels que celui représenté à la fig. 1, c'est-à-dzire qu'il comprend aussi un corps 1 formant carter pour une turbine 14 fixée dans la partie intermédiaire d'un axe creux 8 susceptible d'être entraîné également par une poulie à gorge 9 par les moyens électriques conventionnels.
Un flasque 2 rapporté par des vis 3 ferme le carter de la turbine 14. Des roulements à billes 5 et 7 guident l'axe 8 dans le corps 1. Une équerre 25 vissée sur la partie 24 solidaire du flasque 2 est bloquée sur cette partie par un écrou 26. La poulie d'entraînement 9 présente également le prolongement fileté 21 sur lequel est susceptible d'être vissé le raccord 18, 22 fixé à l'extrémité d'une conduite souple d'alimentation en air comprimé. Ce raccord 18 est également susceptible d'être monté sur la pièce embout 16 d'amenée d'air par le canal 17 à la turbine 14.
L'entraîneur 13 est constitué dans cette forme d'exécution par une pince poussée par un ressort 54 prenant appui, d'une part, contre un épaulement 55 solidaire de la poulie 9 et, d'autre part, contre une pièce de butée 56 venant pousser la pince 13.
Cette pièce dwe butée 56 est percée d'un canal axial 57 muni d'une garniture d'étanchéité 58. Une autre garniture d'étanchéité 59 est disposée entre cette pièce de butée 56 et l'axe creux 8. L'axe creux 8 est supporté également par un troisième roulement à billes 60 sensiblement au droit de la pince 13.
Sur le prolongement 27 du corps 1 est susceptl- ble d'être engagée la pièce à main tubulaire 61 qui présente un épaulement 62 taraudé. Cet épaulement 62 est destiné à être vissé sur une partie 'filetée 63 du corps i. La face extrême 64 de cette pièce 61 est destinée à prendre appui contre la pince 13 pour provoquer l'ouverture de celle-ci îorsqu on visse la pièce 61 sur la partie 63. Une douille 65 taraudée intérieurement est vissée sur un épaulement 66 fileté du corps 1.
Cette douille 65 présente une face de butée 67 contre laquelle est destiné à venir s'appuyer l'épaulement 62 lorsqu'on le dévisse de la partie 63 de manière à écarter la face 64 de la pince 13 qui est alors amenée en position de serrage par le ressort 54.
C'est sur cette pièce à main 61 qu'est destiné à être engagé le manchon 29 d'une petite turbine conventionnelle 28 contre-angle. Dans ce cas, la conduite 33 de cette turbine 28 s'engage dans la pinte 13, bien entendu après avoir ouvert celle-ci en vissant la pièce à main 61 sur le filet 63.
L'entraînement de la turbine 28 se fait alors en raccordant la conduite souple 20 par son raccord 18, 22 à la partie 21 de la poulie 9. Bien entendu, la concluite 33 doit présenter un diamètre externe correspondant à celui d'une fraise habituelle pour pouvoir être engagée dans la pince 13. La garniture 58 assure l'étanchéité entre la conduite 33 et la butée mobile 56, alors que la garniture 59 assure l'étanchéité de cette même butée mobile 56 et l'axe creux 8. L'air d'alimentation de la turbine 28 passera donc à Fintérieur de l'axe 8 et à travers les spires du ressort 54 dans la conduite 33. Pour ce genre de montage on utilisera de préférence des turbines 28 à manche très court, semblables aux contre-angles conventionnels du type Doriot.
Dans le cas où le praticien veut utiliser pour l'entraînement d'une fraise engagée dans la pince 13 la grosse turbine 14, il raccordera la conduite 20 à la pièce 16 par son raccord 18, 22. Si le praticien préfère utiliser la traction électrique conventionnelle, il engagera dans la poulie 9 la cordelette d'entrame- ment habituelle.
I1 est encore à noter que dans cette forme d'exécution, la poulie 9 est vissée sur une partie filetée 68 de l'axe 8.
Dans une autre forme d'exécution non représentée, on pourrait également utiliser pour le guidage de l'axe 8 des paliers à air sustentateur de type connu actuellement. Cette disposition exige cepen dant d'avoir deux circuits d'air séparés, dont l'un alimente la ou les turbines 14, 28 et l'autre les paliers à air. En effet, lorsque la turbine tourne et est lancée à très haut régime, un certain temps s'écoule avant son arrêt absolu lorsqu'on a coupé l'air d'alimentation.
Si l'on disposait d'un seuil circuit d'air pour alimenter la turbine en même temps que les paliers, ces derniers se trouveraient privés d'air pendant la période nécessaire à l'arrêt de la turbine et se détérioreraient ainsi très rapidement. Afin d'obvier à cet inconvénient, la pédale de commande est munie d'un dispositif spécial à retardement régissant la fermeture de la vanne alimentant les paliers en air.
La fig. 7 représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du présent dispositif, avec deux vannes électromagnétiques 69 et 70 et deux contacts de commande 71, 72 pour chacune de ces vannes. La vanne 69 commande l'alimentation en air des paliers, alors que la vanne 70 commande 1' alimenta- tion de la ou des turbines 14 ou 28. La pédale 73 est articulée en 74 sur le bâti 75. Cette pédale 73 est rappelée dans sa position supérieure par un ressort 76. Cette pédale agit sur un piston 77 coulissant dans un cylindre 78 contre l'action d'un ressort 79 s'appuyant sur un fond 80 fixé par une vis 81.
La tige 82 du piston 77 coulisse dans un collier fendu 83 susceptible d'être resserré par une vis 84 pour régler le degré de frottement de la tige 82 dans le collier 83. Cette tige 82 porte une douille 85 fixée sur elle par une vis 86. Une tige 87 est solidaire de cette douille 85. Elle est destinée à agir sur les linguets 88, respectivement 89 des contacts 71 et 72.
En position de repos, ces linguets 88 et 89 sont maintenus écartés des contacts 71 et 72, le linguet 88 par la tige 87 et le linguet 89 par un ressort non représenté. Un ressort, également non représenté, tend à ramener le linguet 88 contre le contact 71.
Lorsqu'on exerce une pression sur la pédale 73, au début de la course descendante du piston 77, la tige 87 libère le linguet 88 qui vient prendre appui contre le contact 71 enclenchant l'ouverture de l'é, lectro- vanne 69 d'alimentation en air des paliers à air.
Ensuite, la tige 87 vient appuyer le linguet 89 contre le contact 72 enclenchant l'ouverture de l'électrovanne 70 alimentant la turbine de l'appareil den taire. On voit t par ce qui précède que les paliers à air guident effectivement l'axe creux 8 au moment où la turbine 14, par exemple, est enclenchée. Lorsque le praticien relâche la pédale 73, celle-ci est rappelée par son ressort 76 qui provoque l'écartement de la pédale 73 de la tige 82. Ce31e-ci, freinée par le collier 83, remonte progressivement sous l'ef fet du ressort 79 poussant le e piston 77. Au cours de ce mouvement ascendant du piston 77, la tige 87 libère le linguet 89 qui s'écarte du contact 72 et coupe le circuit 92 d'alimentation de la vanne 70 fermant l'arrivée d'air à la turbine.
C'est seulement lorsque la tige 87 soulève le linguet 88 que le circuit 91 est coupé et que la vanne 69 se ferme, coupant ainsi l'alimentation en air des paliers. Le temps de remontée du piston 77 doit être prédéterminé et réglé par la vis 84 en serrant plus ou moins le collier fendu 83 qui agit comme frein.
En variante, le dispositif temporisateur, au lieu d'être constitué par le collier 83, pourrait être formé par un passage d'air calibré réglable à la sortie du cylindre 78 vers le haut de celui-ci. Ainsi, on freinerait le mouvement d'élévation du piston 77 en freinant l'échappement de l'air refoulé par ce piston dans le haut du cylindre 78 pendant le mouvement ascendant dudit piston.
Les dispositifs décrits ci-dessus en regard du dessin étaient plus particulièrement destinés à l'art dentaire. Toutefois, il va de soi que ces mêmes dispositifs de fixation et d'entraînement pourraient être utilisés pour d'autres outils rotatifs, par exemple fraises industrielles, meules, meules diamantées destinées éventuellement au travail des métaux.