FR2955244A1 - Instrument d'odontologie comprenant un assemblage indemontable de deux composants, l'un male et l'autre femelle, et technique d'assemblages de deux composants male/femelle correspondante - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet un Instrument d'odontologie, comprenant deux composants destinés à être assemblés, l'un femelle présentant une cavité délimitée par une paroi interne et l'autre mâle apte à pénétrer ladite cavité, caractérisé en ce que ledit composant mâle présente une portion de solidarisation présentant au moins une arête radiale saillante, ladite portion de solidarisation étant déformable dans une direction radiale d'une configuration d'introduction à une configuration de solidarisation dans laquelle ladite arête radiale saillante est amenée contre ladite paroi interne de façon à entailler celle-ci, et en ce que ladite paroi interne présente une zone de solidarisation apte à entraîner une déformation de ladite portion de solidarisation pour amener celle-ci dans la configuration de solidarisation, la zone de solidarisation de la cavité étant réalisée dans un matériau de dureté inférieure ou égale à celle du matériau dans lequel est réalisée ladite portion de solidarisation.

Description

Instruments d'odontologie comprenant un assemblage indémontable de deux composants, l'un mâle et l'autre femelle, et technique d'assemblages de deux composants mâle/femelle correspondante. Le domaine de l'invention est celui de la conception et de la fabrication d'instruments d'odontologie. Plus précisément, l'invention concerne un instrument d'odontologie comprenant un assemblage de deux composants, l'un mâle et l'autre femelle, telle qu'une lame destinée à être emmanchée dans un manche. Dans le domaine de l'invention, la pratique de l'endodontie implique l'utilisation de petits instruments, notamment pour le traitement radiculaire. Les instruments utilisés ressemblent à des forets de petit diamètre. Classiquement, de tels instruments sont constitués de deux composants, à savoir : - une lame ou un foret constituant la partie active de l'instrument ; - un manche, constituant une interface de l'instrument. Le manche est adapté en fonction du type de mise en mouvement qui peut être manuelle ou mécanisée par le porte-outil. Soit il présente une structure destinée à être manipulée directement par un praticien (mise en mouvement manuelle), soit il présente une structure destinée à coopérer avec un porte-outil (entraînement motorisé de l'instrument, avec toute liberté d'animation, par exemple en rotation, alternative ou continue, ou en déplacement axial ou radial, ou en vibration, ces mouvements pouvant être simples ou conjugués). Selon une conception traditionnelle, le manche présente une cavité délimitée par une paroi interne et la lame ou le foret présentent une partie de liaison apte à pénétrer la cavité du manche. Le manche est donc le composant femelle et la lame ou le foret le composant mâle de l'instrument. Classiquement, au vu des petites dimensions et de la finesse des usinages à réaliser, on fabrique donc le manche et la lame ou le foret séparément pour les assembler ensuite, ceci permettant de concilier les contraintes techniques et économiques. Cependant, l'assemblage du manche avec la lame ou le foret s'avère en pratique être un problème relativement complexe, compte tenu des dimensions réduites des composants. Actuellement, l'assemblage des deux composants est obtenu par la mise en oeuvre de différentes techniques parmi lesquelles : un ajustement serré de l'élément mâle dans la cavité de l'élément femelle ; toutefois, pour que la liaison soit fiable (c'est-à-dire qu'elle permet d'assurer la solidarisation des deux composants), il est nécessaire que les deux composants soient fabriqués avec un usinage de très grande précision, ce qui implique des coûts de production élevés ; une déformation d'un des deux composants, par exemple un écrasement ; cette technique repose sur une opération de déformation grossière qui génère des formes aléatoires et par conséquent, des assemblages douteux quant à la tenue mécanique de la liaison. De plus, une telle technique engendre de façon quasi systématique un mauvais alignement (défaut de coaxialité) entre l'élément mâle et l'élément femelle ; un assemblage des deux composants par collage, ce qui dans le cas des instruments d'odontologie présente un inconvénient majeur dans la mesure où les colles ne résistent pas aux produits de désinfection. En outre, la colle est un matériau toxique, non bio-compatible. Par ailleurs, la mise en oeuvre des colles est délicate, avec des précautions d'emploi très strictes, ce qui tend à engendrer des contraintes techniques et économiques (procédés spéciaux). L'invention a notamment pour objectif de pallier les inconvénients de l'art antérieur.

Plus précisément, l'invention a pour objectif de proposer un instrument d'odontologie comprenant un assemblage de deux composants, dans lequel lesdits deux composants peuvent être fabriqués à l'aide de techniques peu coûteuses, ceci tout en assurant ensuite un assemblage satisfaisant des deux composants.

L'invention a également pour objectif de fournir un tel instrument qui assure la solidarisation des deux composants tant en rotation que axialement. Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à l'invention qui a pour objet un instrument d'odontologie, comprenant deux composants destinés à être assemblés, l'un femelle présentant une cavité délimitée par une paroi interne et l'autre mâle apte à pénétrer ladite cavité, caractérisé en ce que ledit composant mâle présente une portion de solidarisation présentant au moins une arête radiale saillante, ladite portion de solidarisation étant déformable dans une direction radiale d'une configuration d'introduction à une configuration de solidarisation dans laquelle ladite arête radiale saillante est amenée contre ladite paroi interne de façon à entailler celle-ci, et en ce que ladite paroi interne présente une zone de solidarisation apte à entraîner une déformation de ladite portion de solidarisation pour amener celle-ci dans la configuration de solidarisation, la zone de solidarisation de la cavité étant réalisée dans un matériau de dureté inférieure ou égale à celle du matériau dans lequel est réalisée ladite portion de solidarisation. De cette façon, on peut fabriquer un instrument d'odontologie selon l'invention par des techniques peu coûteuses. En effet, la réalisation d'une arête radiale saillante peut être obtenue par des techniques simples et répandues. En outre, l'obtention d'une portion de solidarisation déformable n'impose pas de recourir à des techniques complexes, comme cela va apparaître plus clairement par la suite. De même, la forme de la paroi interne de la cavité de l'élément femelle peut être réalisée par un usinage traditionnel, sans grande précision.

Par ailleurs, l'assemblage des deux composants de l'instrument conduit à une solidarisation efficace, tant en rotation que axialement. En effet, la déformation de la portion de solidarisation de l'élément mâle, provoquée par la forme de la paroi interne de l'élément femelle, va amener la ou les arêtes radiales saillantes à agir sur la paroi interne à la façon d'un crampon.

Ce cramponnage se traduit par le fait que la ou les arêtes radiales entaillent la paroi interne, du fait de la dureté supérieure du matériau de la portion de solidarisation par rapport à celle du matériau dans lequel est réalisée la zone de solidarisation de la cavité. Il en résulte que la ou les arêtes pénètrent la paroi interne de la cavité au niveau des entailles réalisées, ce qui assure la solidarisation en rotation des deux composants. De plus, dans la configuration de solidarisation, la portion de solidarisation est déformée au point de faire pénétrer, même légèrement, la ou les arêtes radiales dans la paroi interne, ce qui tend à agripper l'élément mâle dans l'élément femelle, à l'encontre d'une force de retrait de l'élément femelle par rapport à l'élément mâle. En effet, une fois l'entaille réalisée, il n'est pas possible de retirer la ou les arêtes de la ou des entailles correspondantes, dans la mesure où la déformation de la portion de solidarisation de l'élément mâle est maintenue par la zone de solidarisation de la paroi interne.

Selon un premier mode de réalisation, ladite cavité présente une zone d'introduction cylindrique d'un premier diamètre dans le prolongement de laquelle s'étend ladite zone de solidarisation qui présente un deuxième diamètre inférieur audit premier diamètre. Selon un deuxième mode de réalisation envisageable, ladite cavité présente une zone d'introduction cylindrique d'un premier diamètre dans le prolongement de laquelle s'étend ladite zone de solidarisation qui présente un diamètre décroissant à partir dudit premier diamètre. On note que, dans l'un ou l'autre cas, la variation du diamètre de la cavité peut être obtenue par des techniques d'usinage particulièrement simples, par exemple par tournage. Selon une solution préférée, ladite portion de solidarisation présente deux arêtes radiales saillantes. On augmente ainsi la tenue de l'élément mâle dans l'élément femelle. Selon différentes variantes envisageables, ladite portion de solidarisation présente à son extrémité : une section en forme de croissant ; - une section dont la forme est définie par un arc de cercle dont les extrémités sont reliées par un segment, lesdites extrémités formant lesdites arêtes radiales saillantes.

Dans ce deuxième cas, ledit arc de cercle pourrait s'étendre sur un angle compris entre 180° et 300°. Selon une solution avantageuse, ladite portion de solidarisation s'étend à partir d'une portion cylindrique. Cette portion cylindrique aura avantageusement le même diamètre (au jeu près) que celui de la cavité de l'élément femelle dans la portion d'introduction. Selon un mode de réalisation particulier, ladite portion de solidarisation est vrillée. L'invention concerne également un ensemble de deux composants destinés à être assemblés, l'un femelle présentant une cavité délimitée par une paroi interne et l'autre mâle apte à pénétrer ladite cavité, caractérisé en ce que ledit composant mâle présente une portion de solidarisation présentant au moins une arête radiale saillante, ladite portion de solidarisation étant déformable dans une direction radiale d'une configuration d'introduction à une configuration de solidarisation dans laquelle ladite arête radiale saillante est amenée contre ladite paroi interne de façon à entailler celle-ci, et en ce que ladite paroi interne présente une zone de solidarisation apte à entraîner une déformation de ladite portion de solidarisation pour amener celle-ci dans la configuration de solidarisation, la zone de solidarisation de la cavité étant réalisée dans un matériau de dureté inférieure ou égale à celle du matériau dans lequel est réalisée ladite portion de solidarisation. En effet, la technique d'assemblage appliquée à l'instrument d'odontologie tel que décrit précédemment peut être généralisée à d'autres techniques d'assemblage dans lesquelles les composants présentent des dimensions, et en particulier des diamètres, qui ne permettent pas d'obtenir un assemblage de type mâle/femelle engendrant une solidarisation fiable avec des liaisons classiques, tel que le clavetage, le vissage, le soudage, etc... Une telle technique d'assemblage selon l'invention peut ainsi avantageusement être appliquée dans le domaine de l'horlogerie, de l'instrumentation médicale, ou encore dans le domaine des jouets mettant en oeuvre des sous-ensembles du domaine de la mécanique fine. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de différents modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples illustratifs et non limitatifs, et des dessins annexés, parmi lesquels : les figures 1 et 2 illustrent un premier mode de réalisation d'un instrument d'odontologie selon l'invention, respectivement selon une coupe axiale et selon une coupe transversale ; la figure 3 est une autre vue en coupe axiale de l'instrument d'odontologie illustré par les figures 1 et 2 ; les figures 4 et 5 sont des vues d'un deuxième mode de réalisation d'un instrument d'odontologie selon l'invention, respectivement selon une coupe axiale et selon une coupe transversale ; - les figures 6 à 8 illustrent un troisième mode de réalisation d'un instrument d'odontologie selon l'invention. Tel qu'indiqué précédemment, le principe de l'invention réside dans le fait de réaliser un ensemble de deux composants destinés à être assemblés, et en particulier ceux d'un instrument d'odontologie, par un assemblage de type mâle/femelle dans lequel la paroi interne de la cavité de l'élément femelle est apte à provoquer une déformation de la portion de solidarisation de l'élément mâle, de telle sorte qu'au moins une arête radiale saillante de l'élément mâle vienne entailler la paroi interne de la cavité, au point d'agripper l'élément mâle dans l'élément femelle, et de solidariser les deux composants entre eux. En référence aux figures 1 à 3, on décrit un instrument d'odontologie selon un premier mode de réalisation. Tel que cela apparaît sur ces figures, l'instrument comprend deux composants destinés à être assemblés : - un manche 1, formant organe de maintien de l'instrument dans un porte-outil ; une lame 2 (ou un foret), formant la partie active de l'instrument. On note que, dans la réalité, la lame 2 présente des dimensions telles qu'elle fait saillie au-delà du manche 1, pour présenter une partie terminale de travail. La lame 2 est donc représentée tronquée dans sa longueur sur la figure 1, ainsi que sur les figures 3 et 4. Le manche 1 constitue le composant femelle de l'instrument et présente ainsi une cavité 10 délimitée par une paroi interne 11.

Cette paroi interne se décompose, sur la longueur du manche 1, en deux parties : - une zone d'introduction 110, cylindrique ; une zone de solidarisation 111, dans le prolongement de la zone d'introduction 110, et décrite plus en détails par la suite.

La lame 2 constitue quant à elle le composant mâle de l'instrument. La lame présente à l'une de ses extrémités une portion de solidarisation 20, présentant au moins une arête radiale saillante 21 destinée à être amenée contre la paroi interne 11 de façon à entailler celle-ci selon un processus décrit ci-après.

En outre, la portion de solidarisation 20 du composant mâle est déformable selon une direction radiale entre deux configurations : une configuration d'introduction dans laquelle la partie dorsale 201 (figure 3) de la portion de solidarisation est plaquée contre la paroi interne de la cavité, de façon à glisser contre la paroi interne dans la portion d'introduction 110 de la cavité ; une configuration de solidarisation dans laquelle la portion de solidarisation se déforme selon une direction radiale, de telle sorte que la partie dorsale 201 se courbe légèrement, pour occuper une position telle que celle illustrée par la figure 3. Par ailleurs, le matériau dans lequel est réalisée la portion de solidarisation du composant mâle présente une dureté supérieure ou égale à celle du matériau dans lequel est réalisée la zone de solidarisation de l'élément 20 femelle. A titre indicatif, le manche d'un instrument d'odontologie est réalisé avec un matériau choisi parmi le groupe suivant : - alliage de cuivre, alliages d'aluminium, acier, acier inox, matériaux plastiques... 25 Le matériau dans lequel est réalisée la lame est quant à lui choisi parmi le groupe suivant : - acier, acier inox, alliages nickel-titane... Par ailleurs, la zone de solidarisation de la cavité est prévue de façon à pouvoir entraîner une déformation de la portion de solidarisation, au fur et à 30 mesure de l'emmanchement de la lame à l'intérieur de la cavité, de telle sorte 1.0 15 que la portion de solidarisation se déforme pour prendre la configuration de solidarisation. Selon le présent mode de réalisation, la zone de solidarisation 111 de la cavité s'étend dans le prolongement de la zone d'introduction cylindrique 110, cette zone d'introduction présentant un premier diamètre Dl tandis que la zone de solidarisation présente un deuxième diamètre D2, avec D2 < à Dl. Parallèlement, la lame présente une portion cylindrique à partir de laquelle s'étend la portion de solidarisation 20, la portion cylindrique 22 présente un diamètre correspondant à celui de la cavité dans la zone d'introduction cylindrique 110. La portion de solidarisation est réalisée en pratiquant une découpe dans un élément cylindrique de départ, cette découpe s'étendant axialement et étant réalisée de façon à enlever, en section, un volume légèrement inférieur à la moitié du cylindre.

On note que cette découpe est réalisée sur une longueur suffisante pour obtenir une déformation avec un couple optimal assurant la parfaite liaison de la lame avec le manche (ce couple étant tel qu'il favorise la pénétration de l'arête ou des arêtes de l'élément mâle dans la paroi interne de l'élément femelle). Tel que cela apparaît sur la figure 2, la découpe réalisée pour obtenir la portion de solidarisation conduit à obtenir à l'extrémité de la portion de solidarisation une section en forme de croissant, et plus précisément une section dont la forme est définie par un arc de cercle 202 dont les extrémités sont reliées par un segment 201. On note que cette découpe conduit à la formation de deux arêtes radiales saillantes, correspondant à l'intersection entre les extrémités de l'arc de cercle 202 et le segment 201. Selon le présent mode de réalisation, l'arc de cercle 200 s'étend sur un angle d'environ 180° et plus généralement sur un angle compris entre 180° et 300°.

L'assemblage des deux composants qui viennent d'être décrits s'effectue de la manière suivante. Dans un premier temps, l'élément mâle est introduit librement dans l'élément femelle. Pendant cette première phase, l'élément mâle est simplement guidé dans l'élément femelle, le diamètre de la paroi interne dans la zone d'introduction cylindrique étant identique, au jeu près, à celui de la portion cylindrique 22 de l'élément mâle (et la portion de solidarisation s'inscrivant dans le même diamètre que celui de la portion cylindrique, étant le volume restant, sur une longueur déterminée de la portion cylindrique après découpe ou usinage).

L'emmanchement est poursuivi jusqu'à ce que la portion de solidarisation de l'élément mâle atteigne la zone de solidarisation 111 de la paroi interne. A ce stade, la réduction du diamètre de la zone de solidarisation par rapport au diamètre de la zone d'introduction contraint la portion de solidarisation à fléchir, et donc à se déformer selon une direction radiale. La zone de solidarisation de la paroi interne exerce donc une force centripète sur la portion de solidarisation de l'élément mâle, qui tend à amener cette portion de solidarisation dans une configuration de solidarisation, selon laquelle les arêtes radiales saillantes 21 entaillent la paroi interne. En d'autres termes, les arêtes radiales saillantes s'encastrent dans la paroi interne, assurant la liaison en rotation, dans les deux sens, de l'élément mâle avec l'élément femelle. En outre, tel que cela est illustré par la figure 3, l'extrémité des arêtes 21 forme un coin qui, une fois encastré dans la matière de la paroi interne, s'oppose au retrait de l'élément mâle à partir de l'élément femelle, assurant par conséquent une immobilisation axiale.

Selon un deuxième mode de réalisation illustré par la figure 4, la zone de solidarisation 111 s'étendant à partir de la zone d'introduction cylindrique 110 de la cavité présente un diamètre décroissant à partir du diamètre correspondant à celui de la zone d'introduction cylindrique. Plus précisément, la décroissance du diamètre dans la zone de solidarisation est obtenue en pratiquant un usinage conique.

Parallèlement, l'élément mâle peut présenter, selon une première variante de réalisation, une extrémité dont la section présente une forme telle que celle illustrée par la figure 5. Tel que cela apparaît sur cette figure, la portion de solidarisation 20 est obtenue en réalisant deux découpes sur une pièce de forme cylindrique, de telle sorte que la portion de solidarisation présente, vue en bout (figure 5) une forme rectangulaire dont chaque angle constitue une arête radiale saillante 21. Selon une autre variante de réalisation de l'élément mâle illustré par les figures 6 à 8, la portion de solidarisation 20 est vrillée, et présente par conséquent une forme s'étendant de façon hélicoïdale, présentant une plus grande longueur des arêtes, assurant donc une meilleure solidarisation. De plus, on note que le sens du pas de vis peut être adapté en fonction du sens de rotation de l'instrument. Il pourra par exemple être envisagé de réaliser le vrillage de la portion de solidarisation avec un pas de vis tournant dans un sens de rotation inverse à celui dans lequel l'instrument est amené à être entraîné en rotation par le porte-outil. Ceci tendra à augmenter encore le maintien de l'assemblage des deux composants. On note par ailleurs que l'usinage de la portion de solidarisation de l'élément mâle dans sa forme vrillée peut être réalisé par électroérosion.

A titre d'exemple illustratif, les figures 6 et 8 montrent un rouage 3 monté sur le manche de l'instrument d'odontologie, ce rouage étant destiné à coopérer avec des moyens d'entraînement en rotation d'un porte-outil.25

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Instrument d'odontologie, comprenant deux composants destinés à être assemblés, l'un femelle présentant une cavité délimitée par une paroi interne et l'autre mâle apte à pénétrer ladite cavité, caractérisé en ce que ledit composant mâle présente une portion de solidarisation présentant au moins une arête radiale saillante, ladite portion de solidarisation étant déformable dans une direction radiale d'une configuration d'introduction à une configuration de solidarisation dans laquelle ladite arête radiale saillante est amenée contre ladite paroi interne de façon à entailler celle-ci, et en ce que ladite paroi interne présente une zone de solidarisation apte à entraîner une déformation de ladite portion de solidarisation pour amener celle-ci dans la configuration de solidarisation, la zone de solidarisation de la cavité étant réalisée dans un matériau de dureté inférieure ou égale à celle du matériau dans lequel est réalisée ladite portion de solidarisation.
2. 2. Instrument d'odontologie selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite cavité présente une zone d'introduction cylindrique d'un premier diamètre, dans le prolongement de laquelle s'étend ladite zone de solidarisation qui présente un deuxième diamètre inférieur audit premier diamètre.
3. 3. Instrument d'odontologie selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite cavité présente une zone d'introduction cylindrique d'un premier diamètre, dans le prolongement de laquelle s'étend ladite zone de solidarisation qui présente un diamètre décroissant à partir dudit premier diamètre.
4. 4. Instrument d'odontologie selon l'une quelconque des revendication 1 à 3, caractérisé en ce que ladite portion de solidarisation présente deux arêtes radiales saillantes.
5. 5. Instrument d'odontologie selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite portion de solidarisation présente à son extrémité une section en forme de croissant.
6. 6. Instrument d'odontologie selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite portion de solidarisation présente à son extrémité une section dont la forme est définie par un arc de cercle dont les extrémités sont reliées par un segment, lesdites extrémités formant lesdites arêtes radiales saillantes.
7. 7. Instrument d'odontologie selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit arc de cercle s'étend sur un angle compris entre 180° et 300°.
8. 8. Instrument d'odontologie selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite portion de solidarisation s'étend à partir d'une portion cylindrique.
9. 9. Instrument d'odontologie selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite portion de solidarisation est vrillée.
10. 10. Ensemble de deux composants destinés à être assemblés, l'un femelle présentant une cavité délimitée par une paroi interne et l'autre mâle apte à pénétrer ladite cavité, caractérisé en ce que ledit composant mâle présente une portion de solidarisation présentant au moins une arête radiale saillante, ladite portion de solidarisation étant déformable dans une direction radiale d'une configuration d'introduction à une configuration de solidarisation dans laquelle ladite arête radiale saillante est amenée contre ladite paroi interne de façon à entailler celle-ci, et en ce que ladite paroi interne présente une zone de solidarisation apte à entraîner une déformation de ladite portion de solidarisation pour amener celle-ci dans la configuration de solidarisation, la zone de solidarisation de la cavité étant réalisée dans un matériau de dureté inférieure ou égale à celle du matériau dans lequel est réalisée ladite portion de solidarisation.