ITMO20070229A1

ITMO20070229A1 - DYNAMOMETRIC RATCHET FOR USE AS A MEDICAL FIELD INSTRUMENT

Info

Publication number: ITMO20070229A1
Authority: IT
Inventors: Renzo Ferigo; Antonio Grandi; Giacomo Grandi
Original assignee: Jdentalcare Srl; Microprec E Srl
Priority date: 2007-07-09
Filing date: 2007-07-09
Publication date: 2007-10-08

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione è relativa ad un cricchetto dinamometrico (1) utilizzabile in campo medicale, e in particolare in campo odontoiatrico, come dispositivo di avvitamento e strumento di misura della coppia necessaria per l’avvitamento stesso. Esso è particolarmente indicato per l’avvitamento di impianti dentali aH’intemo dell’osso mandibolare/mascellare. The present invention relates to a dynamometric ratchet (1) usable in the medical field, and in particular in the dental field, as a screwing device and tool for measuring the torque required for screwing itself. It is particularly suitable for screwing dental implants into the mandibular / maxillary bone.

L’invenzione in oggetto nasce dalla necessità evidenziata dalla procedura chirurgica impiantare, di controllare la coppia di inserimento degli impianti dentali nell’osso mandibolare/mascellare. Numerosi studi (E. Misch), infatti, hanno dimostrato come il successo o il fallimento di un impianto dentale oltre a dipendere da determinate condizioni come la qualità dell’osso, le condizioni sistemiche del paziente, la posizione dell’impianto all’intemo della mandibola, il design dell’impianto ecc. , dipende anche dalla coppia con la quale 1’impianto è avvitato all’interno dell’osso. The invention in question arises from the need highlighted by the surgical procedure to implant, to control the insertion torque of the dental implants in the mandibular / maxillary bone. Numerous studies (E. Misch), in fact, have shown how the success or failure of a dental implant as well as depends on certain conditions such as the quality of the bone, the systemic conditions of the patient, the position of the implant within the mandible, implant design etc. , also depends on the torque with which the implant is screwed into the bone.

In letteratura non esistono attualmente studi scientifici di settore con follow-up a lungo termine e rigidità statistica tali da indicare con sicurezza un valore ottimale di coppia di avvitamento. D’altro canto è facilmente comprensibile come questo valore sia notevolmente dipendente dalle condizioni al contorno: qualità dell’osso, tipo di preparazione del sito impiantare, design dell’impianto sono alcuni dei fattori che fanno variare in modo consistente il valore ottimale della coppia di inserimento. Le case produttrici di impianti indicano generalmente il valore di coppia di avvitamento ottimale per il loro particolare design impiantare e spesso lo differenziano a seconda della qualità dell’osso all’interno del quale va inserito 1’impianto. Più spesso nella prassi chirurgica è l’esperienza del medico a determinare il valore di coppia di avvitamento adeguato al particolare caso chirurgico incontrato. In the literature there are currently no scientific studies in the sector with long-term follow-up and statistical rigidity such as to indicate with certainty an optimal value of tightening torque. On the other hand, it is easy to understand how this value is considerably dependent on the surrounding conditions: bone quality, type of preparation of the implant site, implant design are some of the factors that make the optimal value of the torque vary in a consistent way. insertion. The manufacturers of implants generally indicate the optimal screwing torque value for their particular implant design and often differentiate it according to the quality of the bone inside which the implant is to be inserted. More often in surgical practice it is the doctor's experience that determines the appropriate screwing torque value for the particular surgical case encountered.

Quello che emerge da letteratura riguardo alla procedura chirurgica impiantare è che per siti implantari adeguatamente preparati e per procedura chirurgica in due fasi, le coppie di avvitamento generalmente consigliate variano tra 15 Ncm e 35 Ncm. Per siti implantari sottopreparati e per tecnica chirurgica a carico immediato le coppie consigliate variano invece tra 40 Ncm e 70-80 Ncm. What emerges from the literature regarding the surgical procedure to implant is that for adequately prepared implant sites and for a two-stage surgical procedure, the generally recommended screwing torques vary between 15 Ncm and 35 Ncm. For under-prepared implant sites and for immediate loading surgical techniques, the recommended torques vary between 40 Ncm and 70-80 Ncm.

Attualmente si pensa che una coppia di inserimento eccessiva (>100 Ncm) possa essere responsabile di necrosi ossea e quindi di mancata osteointegrazione, ma di fatto nessuno studio lo ha ancora provato con certezza. It is currently thought that an excessive insertion torque (> 100 Ncm) may be responsible for bone necrosis and therefore for lack of osseointegration, but in fact no study has yet proved it with certainty.

Oltre a questa funzione, il cricchetto dinamometrico ha in odontoiatria anche la funzione di essere utilizzato per imprimere la corretta coppia di avvitamento ai componenti protesici in genere ed in particolare a quelli da fissare agli impianti dentali come ad esempio le viti di fissaggio degli abutments per impianti a doppia fase. Le coppie di fissaggio per i diversi componenti sono fissate dal costruttore ma generalmente non superano i 20 Ncm. In addition to this function, the dynamometric ratchet in dentistry also has the function of being used to impart the correct screwing torque to prosthetic components in general and in particular to those to be fixed to dental implants such as the fixing screws of abutments for implants. double phase. The fixing torques for the various components are set by the manufacturer but generally do not exceed 20 Ncm.

Alla luce delle considerazioni fin qui fatte si può comprendere quale sia Γ utilità per il medico di avere a disposizione uno strumento che consenta di misurare coppie di avvitamento che variano in un range sufficientemente elevato e di essere adattabile alle diverse tipologie implantari. L’invenzione in oggetto si propone di risolvere entrambe queste problematiche. In the light of the considerations made so far, it can be understood how useful it is for the physician to have an instrument available that allows to measure screwing torques that vary in a sufficiently high range and to be adaptable to different types of implants. The invention in question aims to solve both of these problems.

Il cricchetto dinamometrico oggetto dell’ invenzione è costituito da: The dynamometric ratchet object of the invention consists of:

una zona che chiameremo testa (A) nella quale si inserisce la chiave (2) per avvitare 1’impianto; an area that we will call head (A) in which the key (2) is inserted to screw the implant;

una zona che chiameremo sottotesta (B) dove può essere alloggiata la molla (5) che permette, come verrà mostrato in seguito, il funzionamento in modalità avvitamento e rilascio del cricchetto; an area that we will call underhead (B) where the spring (5) can be housed which allows, as will be shown below, the operation in screwing and releasing mode of the ratchet;

una zona che chiameremo centrale (C) composta da un doppio braccio elastico (6) e da un elemento rigido (10) vincolato al corpo del cricchetto; an area that we will call central (C) composed of a double elastic arm (6) and a rigid element (10) bound to the body of the ratchet;

una zona che chiameremo indicatore (D) composta da una feritoia graduata (8) e da un elemento indicatore (7) vincolato al doppio braccio flessibile (6); an area that we will call indicator (D) composed of a graduated slot (8) and an indicator element (7) attached to the double flexible arm (6);

una zona che chiameremo impugnatura fissa (E) sulla quale l’operatore agisce per utilizzare il cricchetto in modalità fissa; an area that we will call fixed handle (E) on which the operator acts to use the ratchet in fixed mode;

una zona che chiameremo impugnatura mobile (F) sulla quale l’operatore agisce per attivare il cricchetto dinamometrico. an area that we will call the mobile handle (F) on which the operator acts to activate the dynamometric ratchet.

Il cricchetto dinamometrico è composto da un corpo (1) di altezza h e lunghezza 1 in materiale elastico (preferibilmente PEEK ) che comprende la testa, il sottotesta, il doppio braccio elastico, l’impugnatura fissa e l’impugnatura mobile. Il cricchetto è poi completato da altri elementi vincolati al corpo come la ghiera, le fascette, la molla, l’elemento rigido centrale, l’indicatore, la scala graduata e le spine: questi elementi sono di materiale generalmente diverso da quello del corpo. Di seguito verrà illustrato il funzionamento del cricchetto e la funzione specifica di ogni suo singolo elemento. The dynamometric ratchet is composed of a body (1) of height h and length 1 in elastic material (preferably PEEK) which includes the head, the underhead, the double elastic arm, the fixed handle and the mobile handle. The ratchet is then completed by other elements attached to the body such as the ring nut, the clamps, the spring, the central rigid element, the indicator, the graduated scale and the pins: these elements are generally made of a material different from that of the body. The operation of the ratchet and the specific function of each single element will be illustrated below.

L’impianto da avvitare all’intemo dell’osso è disposto lungo la direzione V ortogonale al piano A-A in cui è compresa la circonferenza di mezzeria (12) del foro cilindrico (11) ricavato all’ interno della testa (A) del cricchetto. La direzione V interseca idealmente il piano A-A nel centro della circonferenza di mezzeria (12). The implant to be screwed inside the bone is arranged along the V direction orthogonal to the A-A plane which includes the centerline circumference (12) of the cylindrical hole (11) obtained inside the head (A) of the ratchet. The V direction ideally intersects the A-A plane in the center of the centerline circumference (12).

Chiameremo piano frontale del cricchetto (PF) il piano parallelo al piano A-A e distante da esso h/2 in direzione opposta alla direzione di inserimento dell’impianto V. Chiameremo piano posteriore del cricchetto (PP) il piano parallelo al piano A-A e distante da esso h/2 in direzione uguale alla direzione di inserimento dell’impianto V. We will call the front plane of the ratchet (PF) the plane parallel to the plane A-A and distant from it h / 2 in the opposite direction to the direction of insertion of the implant V. We will call the rear plane of the ratchet (PP) the plane parallel to the plane A-A and distant from it h / 2 in the same direction as the direction of insertion of the implant V.

La chiave (2) atta ad avvitare 1’impianto è orientata nella direzione V ed è inserita nell’impianto attraverso una connessione opportunamente studiata e che permette di trasmettere la coppia di avvitamento lungo la direzione V. The key (2) suitable for screwing the implant is oriented in the V direction and is inserted into the system through a suitably designed connection which allows the screwing torque to be transmitted along the V direction.

All’interno del foro cilindrico (11) è alloggiata una ghiera (3) circolare di materiale apposito (preferibilmente acciaio) su cui sono montate per interferenza due fascette (13 e 14) di materiale apposito (preferibilmente acciaio). Il lato interno della ghiera è sagomato in modo tale da potersi connettere e trasmettere coppia lungo la direzione V ad un qualsiasi strumento di avvitamento (chiave esagonale, quadrata, ecc...) di diametro opportuno. H lato esterno è composto da due zone lisce idealmente simmetriche rispetto alla circonferenza di mezzeria (12) che si affacciano alle due fascette e da una zona centrale diversamente lavorata. Nella zona centrale della ghiera è ricavata una dentatura (9) sporgente della profondità delle fascette: i denti sono tutti uguali tra loro, con una superficie (31) appartenente ad un piano radiale e una superficie (32) opportunamente inclinata. La loro periferia dista do rispetto alla superficie del foro cilindrico. In questo modo la ghiera può ruotare rispetto al foro cilindrico attorno all’asse V. Durante il funzionamento del cricchetto dinamometrico la chiave (8) viene inserita all’interno della ghiera (3). La ghiera (3) è sorretta in direzione verticale V attraverso le fascette (13 e 14) che vengono a contatto con il dente (53) della molla (5) che verrà descritta in seguito. La ghiera (3) e le fascette (13) e (14) possono in alternativa essere ottenute dalla lavorazione di un unico pezzo e quindi formare insieme un solo elemento. Lungo la periferia del foro cilindrico (11) nella zona del sottotesta (B) del cricchetto è ricavato un alloggiamento (15) che ospita un elemento che denominiamo molla (5) di materiale elastico (preferibilmente titanio) ancorata al corpo del cricchetto attraverso una spina (16) diretta lungo SI, parallela a V. La spina, montata per interferenza sul corpo del cricchetto, attraversa il corpo del cricchetto, partendo dal piano posteriore (PP), attraversa la molla e termina all’intemo del corpo del cricchetto, in modo tale da non essere visibile sul piano frontale (PF). La spina, oltre ad ancorare la molla al cricchetto permette a questa di compiere una piccola rotazione attorno al suo asse. La molla (5) è idealmente divisa in una zona anteriore 5A ed in una zona posteriore 5P. La zona anteriore è costituita da un foro (51) in cui è alloggiata la spina (16), da un braccio (52) e da un dente (4). Il dente è costituito dalla superficie di ingaggio (54) e dalla superficie di rilascio (55). La zona posteriore della molla è costituita da una fascia ad arco di cerchio (56) opportunamente sagomata che termina con un elemento di forma opportuna (57). Inside the cylindrical hole (11) there is a circular ring nut (3) of special material (preferably steel) on which two clamps (13 and 14) of special material (preferably steel) are mounted by interference. The inner side of the ring nut is shaped in such a way as to be able to connect and transmit torque along the V direction to any screwing tool (hexagonal, square, etc.) of suitable diameter. The external side is made up of two smooth areas ideally symmetrical with respect to the centerline circumference (12) that face the two bands and a central area that is differently worked. In the central area of the ring nut there is a toothing (9) protruding from the depth of the clamps: the teeth are all the same, with a surface (31) belonging to a radial plane and a surface (32) suitably inclined. Their periphery is distant from the surface of the cylindrical hole. In this way, the ring nut can rotate with respect to the cylindrical hole around the V axis. During the operation of the dynamometric ratchet, the key (8) is inserted inside the ring nut (3). The ring nut (3) is supported in the vertical direction V by the clamps (13 and 14) which come into contact with the tooth (53) of the spring (5) which will be described later. The ring nut (3) and the clamps (13) and (14) can alternatively be obtained by machining a single piece and thus form a single element together. Along the periphery of the cylindrical hole (11) in the area of the underhead (B) of the ratchet there is a housing (15) which houses an element that we call spring (5) of elastic material (preferably titanium) anchored to the body of the ratchet through a pin (16) directed along SI, parallel to V. The pin, mounted by interference on the ratchet body, passes through the ratchet body, starting from the rear plane (PP), passes through the spring and ends inside the ratchet body, in so as not to be visible on the frontal plane (PF). The pin, in addition to anchoring the spring to the ratchet, allows it to perform a small rotation around its axis. The spring (5) is ideally divided into a front area 5A and a rear area 5P. The front area consists of a hole (51) in which the pin (16) is housed, an arm (52) and a tooth (4). The tooth consists of the engagement surface (54) and the release surface (55). The rear region of the spring is constituted by a suitably shaped circular arc band (56) which ends with an element of suitable shape (57).

In modalità avvitamento il dente (4) si inserisce in uno dei vuoti della dentatura della ghiera e la superficie di ingaggio (54) va a battuta con la superficie (31) di uno di denti della ghiera: questo impedisce alla ghiera di ruotare. Essa dunque trasmette alla chiave, alla quale è accoppiata, la coppia di avvitamento. In screwing mode, the tooth (4) is inserted into one of the gaps in the toothing of the ring nut and the engagement surface (54) comes into contact with the surface (31) of one of the ring nut teeth: this prevents the ring nut from rotating. It therefore transmits the tightening torque to the key to which it is coupled.

Considerato il particolare campo di impiego dell 'invenzione in oggetto, per evitare di dover disinserire e reinserire il cricchetto ad ogni porzione di giro di avvitamento, si è dotato lo strumento della possibilità di essere utilizzato in modalità rilascio. L’operatore, una volta effettuata una certa porzione di giro di avvitamento, è in grado di ritornare alla posizione di partenza ruotando in senso inverso lo strumento. Questo è reso possibile dal sistema ghiera-molla. Considering the particular field of use of the invention in question, in order to avoid having to disconnect and reinsert the ratchet at each portion of the screwing turn, the instrument has been equipped with the possibility of being used in release mode. The operator, once a certain portion of the screwing turn has been carried out, is able to return to the starting position by rotating the tool in the opposite direction. This is made possible by the ring nut-spring system.

Quando l’operatore applica sullo strumento una coppia di senso opposto a quello di avvitamento, la superficie di rilascio (55) tende ad essere spinta dalla forza impressa per contatto con la superficie corrispondente (32) sulla dentatura della ghiera. La molla (5) tende così a ruotare in senso antiorario intorno all’asse SI: il dente (53) si abbassa in direzione O e la fascia (56) si flette permettendo così alla superficie (32) di scorrere sulla superficie (55) e di oltrepassarla. In questo modo il cricchetto ruota intorno alla chiave, riportandosi in posizione di partenza. When the operator applies on the tool a torque of opposite direction to that of screwing, the release surface (55) tends to be pushed by the force exerted by contact with the corresponding surface (32) on the toothing of the ring nut. The spring (5) thus tends to rotate counterclockwise around the SI axis: the tooth (53) is lowered in the O direction and the band (56) flexes thus allowing the surface (32) to slide on the surface (55) and to go beyond it. In this way the ratchet rotates around the key, returning to the starting position.

La coppia T che permette l’avvitamento del dispositivo medico è generata da una forza N che l’operatore imprime in direzione A sulla superficie FI dell’impugnatura F del cricchetto. Essa viene trasmessa alla zona della testa del cricchetto attraverso un doppio braccio (6) in materiale elastico ottenuto di pezzo dal corpo del cricchetto e costituente il proseguimento dell’impugnatura mobile F. Il doppio braccio è sagomato opportunamente in modo da flettersi parallelamente al piano A-A, resistendo al tempo stesso al carico flessionale a cui è sottoposto. Nella parte centrale tra i due bracci è ricavato un elemento rigido (10), ottenuto di pezzo dal corpo del cricchetto o vincolato al corpo del cricchetto stesso attraverso una o più spine trasversali (17,18). Nella parte più vicina all’impugnatura del cricchetto è ricavata all’intemo dell’elemento rigido (10) una feritoia graduata (8) all’interno della quale può scorrere un elemento indicatore (7). Quest’ultimo è vincolato al corpo del cricchetto attraverso una spina (19) che lo collega ad uno o ad entrambi i bracci elastici. Quando i bracci si flettono sotto l’imposizione della coppia di avvitamento l’elemento indicatore scorre all’interno della feritoia graduata indicando così il valore della coppia di avvitamento applicata. The torque T that allows the screwing of the medical device is generated by a force N that the operator applies in direction A on the surface FI of the handle F of the ratchet. It is transmitted to the head area of the ratchet through a double arm (6) made of elastic material obtained as a piece from the body of the ratchet and constituting the continuation of the mobile handle F. The double arm is suitably shaped so as to flex parallel to the plane A-A , while resisting the flexural load to which it is subjected. In the central part between the two arms there is a rigid element (10), obtained in one piece from the ratchet body or bound to the ratchet body through one or more transversal pins (17,18). In the part closest to the ratchet handle there is a graduated slot (8) inside the rigid element (10) inside which an indicator element (7) can slide. The latter is attached to the ratchet body through a pin (19) which connects it to one or both of the elastic arms. When the arms flex under the imposition of the screwing torque, the indicator element slides inside the graduated slot thus indicating the value of the applied screwing torque.

La zona bassa dell’elemento rigido centrale (10) è costituita da una sezione (20) sagomata in modo tale da accoppiarsi lateralmente con la superficie dell’ impugnatura fissa E1 ricavata nel corpo del cricchetto. Per ragioni di ergonomicità la sezione (20) può anche non accoppiarsi lateralmente con la superficie dell’impugnatura fissa E1 (vedi figura 9). Quando l’operatore agisce con una forza in direzione parallela ad A in corrispondenza dell’impugnatura fissa esso imprime una forza contemporaneamente sulla sezione E1 e sulla sezione (21) il corpo del cricchetto viene irrigidito dall’elemento centrale, i bracci non si flettono e lo strumento riesce a trasmettere coppie più alte rispetto alle massime consentite nel funzionamento da cricchetto dinamometrico. The lower area of the central rigid element (10) consists of a section (20) shaped in such a way as to couple laterally with the surface of the fixed handle E1 obtained in the body of the ratchet. For reasons of ergonomics, the section (20) can also not couple laterally with the surface of the fixed handle E1 (see Figure 9). When the operator acts with a force in a direction parallel to A in correspondence with the fixed handle, it exerts a force simultaneously on section E1 and on section (21) the ratchet body is stiffened by the central element, the arms do not flex and the instrument is able to transmit torques higher than the maximum allowed in the dynamometric ratchet operation.

In allegato si riportano alcune figure per rendere più agevole la comprensione dell’invenzione in oggetto: Attached are some figures to make it easier to understand the invention in question:

Figura 1: vista del cricchetto dinamometrico sul piano frontale PF; Figure 1: view of the dynamometric ratchet on the frontal plane PF;

Figura 2: vista del cricchetto dinamometrico sul piano posteriore PP; Figure 2: view of the dynamometric ratchet on the rear plane PP;

Figura 3: particolare della testa del cricchetto; Figure 3: detail of the ratchet head;

Figura 4: sezione del cricchetto sul piano B-B; Figure 4: section of the ratchet on plane B-B;

Figura 5: esploso della ghiera con fascette; Figure 5: exploded view of the ring nut with clamps;

Figura 6: molla; Figure 6: spring;

Figura 7: sezione sul piano A-A della testa del cricchetto con ghiera inserita in modalità avvitamento; Figure 7: section on plane A-A of the ratchet head with ring nut inserted in screwing mode;

Figura 8: impugnatura fissa e mobile; Figure 8: fixed and mobile handle;

Figura 9 : vista laterale di una variante del cricchetto; Figure 9: side view of a variant of the ratchet;

Figura 10: sezione sul piano A-A della zona della testa di una variante del cricchetto dinamometrico; Figure 10: section on plane A-A of the head area of a variant of the dynamometric ratchet;

Figura 11 : variante della molla; Figure 11: variant of the spring;

Figura 12: vista d’assieme del cricchetto con la chiave di avvitamento. Figure 12: overall view of the ratchet with the screwing wrench.

In figura 1 è riportata la vista frontale del cricchetto sul piano PF. In figura 1 il cricchetto può essere diviso nelle diverse zone (A,B,C,D,E,F) già descritte precedentemente. Ognuna di queste zone è formata o caratterizzata da diversi componenti la cui funzione è stata precedentemente descritta. Tutte o una parte dei componenti di cui il cricchetto è costituito possono essere parte del corpo (1) del cricchetto e quindi essere costruite nello stesso materiale o possono essere ad esso vincolate attraverso spine o altri dispositivi atti a vincolare parti diverse. In questo ultimo caso il materiale in cui le diverse parti del cricchetto può essere uguale o diverso da quello del corpo del cricchetto. Il materiale costituente il corpo del cricchetto è generalmente PEEK Optima un materiale che combina una grande elasticità a notevoli caratteristiche meccaniche, e dunque particolarmente adatto a questo tipo di applicazione. Il materiale scelto per il corpo del cricchetto può essere comunque diverso dal PEEK ad esempio acciaio, titanio e sue leghe, ecc. a seconda delle necessità della specifica applicazione. Figure 1 shows the front view of the ratchet on the PF plane. In figure 1 the ratchet can be divided into the different zones (A, B, C, D, E, F) already described previously. Each of these zones is formed or characterized by different components whose function has been previously described. All or part of the components of which the ratchet is made can be part of the body (1) of the ratchet and therefore be made of the same material or can be connected to it by means of pins or other devices suitable for binding different parts. In this last case the material in which the different parts of the ratchet can be the same or different from that of the body of the ratchet. The material constituting the ratchet body is generally PEEK Optima, a material that combines great elasticity with considerable mechanical characteristics, and therefore particularly suitable for this type of application. The material chosen for the ratchet body can however be different from PEEK, for example steel, titanium and its alloys, etc. depending on the needs of the specific application.

L’elemento che trasmette coppia dal punto di applicazione della forza alla zona della testa del cricchetto è costituito da un doppio braccio flessibile (6) opportunamente modellato. Esso è perfettamente simmetrico rispetto al piano di simmetria B-B. Una variante dell’ invenzione in oggetto può essere quella di posizionare il doppio braccio flessibile in posizione asimmetrica rispetto al piano B-B e/o trasformarlo in un unico braccio flessibile opportunamente dimensionato. L’elemento centrale (10) che porta con sé la scala graduata (8) occupa lo spazio centrale tra i due bracci elastici. Una variante dell’ invenzione in oggetto potrebbe essere quella di posizionarlo in posizione diversa come per esempio al di sopra o al di sotto del/i braccio/i flessibile/i. The element that transmits torque from the point of application of the force to the ratchet head area consists of a suitably shaped double flexible arm (6). It is perfectly symmetrical with respect to the plane of symmetry B-B. A variant of the invention in question may be that of positioning the double flexible arm in an asymmetrical position with respect to plane B-B and / or transforming it into a single suitably sized flexible arm. The central element (10) that carries the graduated scale (8) occupies the central space between the two elastic arms. A variant of the invention in question could be to position it in a different position such as above or below the flexible arm / s.

La scala graduata è posizionata nella parte finale dell’elemento centrale ed orientata nel verso di avvitamento per motivi di migliore leggibilità. Una variante dell’ invenzione in oggetto potrebbe essere quella di posizionare la scala graduata in posizione diversa lungo il tratto compreso tra la testa e l’impugnatura o al di fuori di questo tratto. In aggiunta la scala potrebbe essere orientata in senso opposto a quello di avvitamento. The graduated scale is positioned in the final part of the central element and oriented in the direction of screwing for reasons of better readability. A variant of the invention in question could be to position the graduated scale in a different position along the section between the head and the handle or outside this section. In addition, the ladder could be oriented in the opposite direction to that of screwing.

L’indicatore (7) è un componente opportunamente modellato per poter scorrere all’interno della feritoia graduata (8). Esso può essere vincolato al corpo mobile del cricchetto o essere ottenuto di pezzo con esso. Nel caso in cui la scala sia posizionata in modo tale da non permettere all’indicatore così modellato di scorrervi dentro o non preveda la possibilità di accogliere un elemento che vi possa scorrere all’intemo, l’indicatore (7) può avere forme ed estensioni diverse da quelle in figura 1. The indicator (7) is a component suitably modeled to be able to slide inside the graduated slot (8). It can be fixed to the moving body of the ratchet or be made in one piece with it. In the event that the scale is positioned in such a way that it does not allow the indicator modeled in this way to slide inside it or does not provide for the possibility of accommodating an element that can slide inside it, the indicator (7) can have shapes and extensions other than those in figure 1.

In figura 2 è riportata la vista posteriore del cricchetto sul piano PP. Sono visibili in figura la spina (16) che vincola la molla (5) al corpo del cricchetto (1), le spine (17 e 18) che vincolano l’elemento centrale (10) al corpo del cricchetto (1) e la spina (19) che vincola l’indicatore (7) al corpo del cricchetto (1). Le spine sono alloggiate in fori di apposito diametro e lunghezza ottenuti all’intemo del corpo del cricchetto e degli elementi che vanno a vincolare. Le spine sono tutte orientate secondo assi ortogonali al piano A-A. Le spine appena illustrate possono essere presenti nel caso in cui il corpo del cricchetto e altre sue parti siano pezzi distinti mentre possono tutte o in parte essere assenti nel caso in cui alcune o tutte le diverse parti del sistema siano ottenute di pezzo col corpo del cricchetto. Esse possono poi essere in numero diverso da quello presente in figura 2, posizionate in punti diversi e secondo direzioni diverse rispetto a quelle evidenziate in figura 2. Figure 2 shows the rear view of the ratchet on the PP plane. The figure shows the pin (16) which binds the spring (5) to the ratchet body (1), the pins (17 and 18) that bind the central element (10) to the ratchet body (1) and the pin (19) which binds the indicator (7) to the ratchet body (1). The pins are housed in holes of a specific diameter and length obtained inside the body of the ratchet and the elements that constrain. The pins are all oriented according to axes orthogonal to the A-A plane. The pins just illustrated may be present in the event that the ratchet body and other parts of it are distinct pieces, while they may be all or part of it if some or all of the different parts of the system are obtained in one piece with the ratchet body. . They can then be in a number different from that present in figure 2, positioned in different points and in different directions with respect to those highlighted in figure 2.

In figura 3 è riportato il particolare della testa del cricchetto. È riportata la ghiera (3) con le fascette (13 e 14) orientata nella direzione V di avvitamento che è anche quella lungo la quale la ghiera viene inserita nella testa del cricchetto. Figure 3 shows the detail of the ratchet head. The ring nut (3) with the clamps (13 and 14) is shown oriented in the screwing direction V which is also the one along which the ring nut is inserted into the ratchet head.

In figura 4 è riportata la sezione sul piano B-B del cricchetto. In essa si distinguono l’alloggiamento (15) ottenuto all’intemo del sottotesta B del cricchetto, la sezione del doppio braccio elastico (6), dell’elemento centrale (10), la sezione della zona di impugnatura fissa E e mobile F, quest’ultima collegata al doppio braccio elastico. L’elemento centrale non è solidale con il doppio braccio elastico e con la zona di impugnatura in quanto la sua funzione è quella di non compiere movimenti relativi rispetto alla chiave di avvitamento dell’impianto per fungere da elemento di riferimento. Figure 4 shows the section on plane B-B of the ratchet. It distinguishes the housing (15) obtained inside the underhead B of the ratchet, the section of the double elastic arm (6), of the central element (10), the section of the fixed grip area E and mobile F, the latter connected to the double elastic arm. The central element is not integral with the double elastic arm and with the grip area as its function is not to make relative movements with respect to the implant screwdriver to act as a reference element.

Esso può essere ottenuto di pezzo col corpo del cricchetto o essere fissato alla zona della testa da elementi vincolanti. It can be obtained in one piece with the ratchet body or fixed to the head area by binding elements.

Quando il cricchetto funziona in modalità fissa l’operatore aziona la parte fissa dell’ impugnatura E: in particolare la forza di avvitamento viene simultaneamente applicata al corpo del cricchetto (1) ed all’elemento centrale (10) ed in questo modo la parte mobile del cricchetto non ruota più rispetto alla parte fissa. Quando il cricchetto funziona in modalità cricchetto dinamometrico, l’operatore aziona la parte mobile dell’impugnatura F agendo con una forza N sulla superficie El: la parte mobile E dell’impugnatura non è solidale con l’elemento centrale (10) e può ruotare rispetto ad esso. When the ratchet works in fixed mode, the operator activates the fixed part of the handle E: in particular, the screwing force is simultaneously applied to the body of the ratchet (1) and to the central element (10) and in this way the mobile part of the ratchet no longer rotates with respect to the fixed part. When the ratchet works in dynamometric ratchet mode, the operator activates the mobile part of the handle F by acting with a force N on the surface El: the mobile part E of the handle is not integral with the central element (10) and can rotate compared to it.

In figura 5 è mostrato l’esploso della ghiera (3) e delle fascette (13) e (14) montate per interferenza sulla ghiera stessa. In figura è evidente la sagomatura della parte centrale della ghiera caratterizzata da una dentatura (9) modellata in modo tale che ogni suo dente possa accoppiarsi con il dente (53) della molla (5). In alternativa la ghiera (3) e le fascette (13) e (14) possono essere ottenute dalla lavorazione di un unico pezzo e quindi formare insieme un solo elemento. Figure 5 shows the exploded view of the ring nut (3) and of the clamps (13) and (14) mounted by interference on the ring itself. In the figure it is evident the shaping of the central part of the ring nut characterized by a toothing (9) modeled in such a way that each of its teeth can couple with the tooth (53) of the spring (5). Alternatively, the ring nut (3) and the clamps (13) and (14) can be obtained by machining a single piece and thus forming a single element together.

In figura 6 è visualizzata la molla (5) con il dettaglio di tutte le sue parti. In modalità rilascio, il dente della molla (4) si abbassa a causa della rotazione del corpo della molla intorno all’asse della spina (16) che la vincola al cricchetto attraverso il foro (51) e della contemporanea flessione del braccio (56). In questo modo la ghiera può ruotare rispetto al cricchetto senza esercitare alcuna coppia sulla chiave (2) di avvitamento. Il braccio (56) termina con un elemento circolare (57) che ha la funzione di sostenere la ghiera (3) sia in modalità avvitamento che in modalità rilascio quando il dente (4) della molla si abbassa. Figure 6 shows the spring (5) with the detail of all its parts. In release mode, the spring tooth (4) is lowered due to the rotation of the spring body around the axis of the pin (16) which binds it to the ratchet through the hole (51) and the simultaneous bending of the arm (56) . In this way the ring nut can rotate with respect to the ratchet without exerting any torque on the screwing wrench (2). The arm (56) ends with a circular element (57) which has the function of supporting the ring nut (3) both in screwing and in release mode when the tooth (4) of the spring is lowered.

In figura 7 è visualizzata la sezione sul piano A-A della zona della testa e del sottotesta del cricchetto. In questo assieme è ben comprensibile il funzionamento del cricchetto in modalità avvitamento. La superficie (31) del generico dente della ghiera si accoppia con la superficie (54) del dente (4) della molla (5): in questo modo è impedita la rotazione della ghiera intorno al suo asse e la coppia di avvitamento è trasferita alla chiave (2). In modalità rilascio invece la superficie (32) del dente della ghiera accoppiandosi con la superficie (55) del dente della molla, esercita su di esso una forza che tende ad abbassare il dente per effetto combinato della rotazione della molla intorno all’asse della spina (16) e della flessione del braccio (56) della molla (5). Figure 7 shows the section on plane A-A of the head and underhead area of the ratchet. In this assembly it is easy to understand how the ratchet works in screwing mode. The surface (31) of the generic tooth of the ring nut mates with the surface (54) of the tooth (4) of the spring (5): in this way the rotation of the ring nut around its axis is prevented and the screwing torque is transferred to the key (2). In release mode, on the other hand, the surface (32) of the ring nut, coupling with the surface (55) of the spring tooth, exerts a force on it which tends to lower the tooth due to the combined effect of the rotation of the spring around the axis of the pin. (16) and flexion of the arm (56) of the spring (5).

In figura 8 è riportata una vista della zona dell’impugnatura del cricchetto. Peculiarità dell’invenzione in oggetto è quella di poter essere utilizzato sia come cricchetto dinamometrico e dunque come strumento di misura della coppia di avvitamento dell’impianto, sia come cricchetto fisso nel caso si desideri avvitare a coppie più elevate rispetto a quella massima misurata. Nel caso si utilizzi lo strumento come cricchetto dinamometrico la forza di avvitamento è imposta sulla superficie FI dell’impugnatura mobile F. In questo caso il braccio (6) si flette sotto l’azione della forza trascinando con sé nel suo moto l’indicatore (7) che può scorrere attraverso una feritoia graduata (8): la posizione dell’ indicatore all’intemo della feritoia indica la coppia di avvitamento che si sta attuando. In modalità fissa invece la forza di avvitamento è applicata contemporaneamente sulla superficie E1 dell’impugnatura fissa E e sulla superficie (21) appartenente all’elemento rigido (10). In questo modo il braccio elastico diventa solidale con la parte fissa del cricchetto e dunque non compie movimenti relativi rispetto ad esso. La coppia che può essere applicata in questo caso supera quella massima ammissibile durante il funzionamento come cricchetto dinamometrico, in quanto la sezione resistente alla flessione aumenta notevolmente, e dunque può resistere a coppie maggiori. Figure 8 shows a view of the ratchet handle area. The peculiarity of the invention in question is that it can be used both as a dynamometric ratchet and therefore as an instrument for measuring the screwing torque of the implant, and as a fixed ratchet in case you want to screw at higher torques than the maximum measured. If the instrument is used as a dynamometric ratchet, the screwing force is imposed on the surface FI of the mobile handle F. In this case the arm (6) flexes under the action of the force, dragging the indicator ( 7) which can slide through a graduated slot (8): the position of the indicator inside the slot indicates the tightening torque being implemented. In fixed mode, however, the screwing force is applied simultaneously on the surface E1 of the fixed handle E and on the surface (21) belonging to the rigid element (10). In this way the elastic arm becomes integral with the fixed part of the ratchet and therefore does not perform relative movements with respect to it. The torque that can be applied in this case exceeds the maximum permissible during operation as a dynamometric ratchet, as the section resistant to bending increases considerably, and therefore can withstand greater torques.

In figura 8 è riportata una vista laterale di una possibile variante del cricchetto (1). La principale variazione rispetto all’invenzione descritta in precedenza risiede nella zona della testa dove è stato variata l’architettura del sistema molla. In figura 8 si nota come la molla (25) sia stata alloggiata nella zona superiore della testa all’interno di una cavità (30) opportunamente modellata nella parte esterna della testa. Inoltre alle estremità della cavità (30), nella zona esterna della testa del cricchetto, sono state ricavate due cavità (22 e 23) simmetriche rispetto al piano B-B, che rendono agevole l’estrazione manuale della molla dalla testa del cricchetto. Questa funzione è necessaria per l’estrazione della ghiera (3) dalla testa del cricchetto finalizzata alle operazioni di pulitura e sterilizzazione. Figure 8 shows a side view of a possible variant of the ratchet (1). The main variation with respect to the invention described above resides in the head area where the architecture of the spring system has been changed. In figure 8 you can see how the spring (25) has been housed in the upper area of the head inside a cavity (30) suitably modeled in the external part of the head. In addition, at the ends of the cavity (30), in the external area of the ratchet head, two symmetrical cavities (22 and 23) have been obtained with respect to the plane B-B, which make it easy to manually extract the spring from the head of the ratchet. This function is necessary for the extraction of the ring nut (3) from the ratchet head for cleaning and sterilization.

In figura 9 è riportata la sezione sul piano A- A della zona della testa del cricchetto. La figura chiarisce il funzionamento in modalità avvitamento ed in modalità rilascio del cricchetto in questa variante dell’ invenzione. La funzione del dente (24) della molla (25) è del tutto analoga a quella del dente (4) della molla (5) già descritta in precedenza. In questo caso la modalità rilascio avviene grazie alla flessione verso l’estemo del braccio (26) appositamente sagomato e dimensionato per questa funzione. Dalla parte opposta del dente (24) rispetto al piano B-B, la molla è caratterizzata da un elemento (27) che così come il dente (24) si affaccia all’intemo della testa del cricchetto attraversando lo spessore della testa del cricchetto: l’elemento (27) tuttavia non interferisce con i denti della dentatura (9) della ghiera (3). Ad entrambe le estremità della cavità (30) sono ricavati due fori attraverso lo spessore della testa del cricchetto, nei quali sono inseriti rispettivamente il dente (24) della molla e l’elemento (27). Quest’ultimo ha la funzione di trattenere la molla (25) all’interno dell’alloggiamento (30) in qualsiasi situazione operativa e di sostenere in direzione V la ghiera (3) durante la funzione in modalità rilascio attraverso una leggera interferenza con le fascette (13) e (14) in direzione V. Il dente (24) e l’elemento (27) sono dotati nella parte inferiore di due scanalature (28) e (29) che permettono di estrarre manualmente la molla (25) dal suo alloggiamento. Le cavità (22) e (23) sono state ricavate sull’ esterno della testa del cricchetto per rendere più agevole l’estrazione della molla da parte dell’operatore. L’operatore applicando sulle scanalature (28) e (29) due forze divergenti rispetto al piano B-B è in grado di estrarre la molla dal corpo del cricchetto permettendo così l’evacuazione della ghiera (3). Figure 9 shows the section on plane A-A of the ratchet head area. The figure clarifies the operation in screwing mode and in release mode of the ratchet in this variant of the invention. The function of the tooth (24) of the spring (25) is completely similar to that of the tooth (4) of the spring (5) already described above. In this case, the release mode takes place thanks to the outward flexion of the arm (26) specially shaped and sized for this function. On the opposite side of the tooth (24) with respect to plane B-B, the spring is characterized by an element (27) which, like the tooth (24), faces the inside of the ratchet head crossing the thickness of the ratchet head: the element (27) however does not interfere with the teeth of the toothing (9) of the ring nut (3). At both ends of the cavity (30) two holes are made through the thickness of the ratchet head, in which the tooth (24) of the spring and the element (27) are respectively inserted. The latter has the function of retaining the spring (25) inside the housing (30) in any operating situation and of supporting the ring nut (3) in the V direction during the function in release mode through a slight interference with the clamps (13) and (14) in the V direction. The tooth (24) and the element (27) are equipped in the lower part with two grooves (28) and (29) which allow to manually extract the spring (25) from its housing. The cavities (22) and (23) have been obtained on the outside of the ratchet head to make it easier for the operator to extract the spring. The operator by applying on the grooves (28) and (29) two divergent forces with respect to the plane B-B is able to extract the spring from the ratchet body thus allowing the evacuation of the ring nut (3).

Claims

CLAIMS 1. Dynamometric ratchet (1) usable in the medical field, and in particular in the dental field, as a screwing device and tool for measuring the torque required for screwing itself. The ratchet (1) consists of: a) a head (A) in which the ring nut (3) is inserted inside which the key (2) for screwing regret is housed; on the periphery of the head (A), inside the head itself or in the area of the underhead (B), the spring (5) can be housed which allows operation in screwing and releasing mode of the ratchet; b) an area that we will call central (C) composed of a double elastic arm (6) and a rigid element (10) bound to the body of the ratchet; c) an indicator (D) consisting of a graduated slot (8) and an indicator element (7) attached to the double flexible arm (6); d) a fixed handle (E) on which the operator acts to use the ratchet in fixed mode; e) a mobile handle (F) on which the operator acts to activate the dynamometric ratchet.

2. Dynamometric ratchet (1) according to claim 1, characterized by: a) The ring nut (3) housed inside the circular hole (11) in the head (A) of the ratchet is characterized by a central toothed area (9) and by two lateral areas which are coupled by interference to two clamps (13 and 14). AH inside the ring nut (3) the screwing key (2) is inserted along the V axis. b) The clamps (13) and (14) have the task of supporting the ring nut (3) during operation of the ratchet. This occurs because their periphery rests on the protruding parts of the spring (5) with respect to the surface of the circular hole (11). These parts consist of the tooth (4) of the spring and a suitably shaped element (57) placed at the end of the flexible arm (56) of the spring (5). In general, the ferrule can be supported by any element that protrudes from the periphery of the circular hole (11) towards the inside, hindering the translation of the ferrule along the V axis. c) The toothing (9) consists of a determined number of suitably shaped teeth. One of its generic teeth consists of a surface (31) radial with respect to the ring nut which mates with the surface (54) of the tooth (4) of the spring (5) in screwing mode and of a suitably inclined surface (32) which mates with the surface (55) of the spring (5) in release mode. d) The ring nut (3) and the clamps (13) and (14) can be obtained by machining a single piece and thus form a single element together.

3. Dynamometric ratchet (1) according to the claims referred to in points 1 and 2, characterized by: a) An element called spring (5) is placed inside a housing obtained in the periphery of the head, in the area of the underhead B, or at the periphery of the head itself. The spring (5) is constrained to the body of the ratchet (1), is stuck to it or is obtained in one piece with it. In the first case it is connected to the ratchet body through a pin (16). The pin, in addition to anchoring the spring to the ratchet, allows it to perform a small rotation around its axis. b) The spring (5) is ideally divided into a front area 5A and a rear area 5P. The front area consists of a hole (51) in which the pin (16) is housed, an arm (52) and a tooth (4). The tooth consists of the engagement surface (54) and the release surface (55). The rear area of the spring is constituted by a suitably shaped circular arc band (56) which ends with a suitably shaped element (57) to support the ring nut (3). c) In screwing mode, the surface (55) of the spring tooth (5) engages with the surface (31) of the generic tooth of the ring nut (9). The spring, at least theoretically, does not rotate and the spring arm (52) resists the rotation of the ring nut (3). d) In 'release' mode, the surface (55) of the spring tooth is coupled with the surface (32) of the ring nut (3) and is subjected to a force that tends to move it downwards. The simultaneous rotation of the spring (5) around the axis of the pin (16) and the bending of the flexible arm (56) of the spring (5) cause the lowering of the tooth (4) of the spring (5) and the subsequent rotation of the ring nut with respect to the spring (5). e) Depending on the applications, the shape of the spring, its position within the head area (A) and its operating mode may be different from those described above. In general, the spring (5) is characterized by the property of opposing the rotation of the ring nut (3) in screwing mode and favoring it in release mode. For example, a variant of the spring could be represented by the spring (25), wedged inside the groove (30) obtained on the outer periphery of the ratchet head. Operation in screwing mode is made possible by the resistance that the tooth (24) opposes to the rotation of the ring nut (3): the tooth (24) in fact hits the internal surface of the ratchet while the spring is held in position by the action of the ratchet. 'element (27). Operation in release mode of the spring (25) is guaranteed by the arm (26) which flexes outwards following the application of the force imposed by the generic tooth of the ring nut (3) on the inclined surface of the tooth (24). The interlocking of the spring (25) inside the ratchet head is guaranteed not only by the tooth (24), but also by an element (27) which, by inserting itself inside the ratchet head, keeps the spring (25) anchored to the body of the ratchet. ratchet. The extraction of the spring (25) from its seat is done manually thanks to two grooves (28) and (29) respectively on the tooth (24) and on the element (25): access to the aforementioned grooves is made possible by two notches (22) and (23) on the outside of the ratchet head.

4. Dynamometric ratchet (1) according to the claims referred to in points 1 to 3, characterized by: a) An elastic arm (6), preferably double, of special material, preferably PEEK, which extends from the head area A of the ratchet to the handle area E of the ratchet. b) An elastic arm, preferably double, suitably shaped to optimally resist the bending loads to which it is subjected during the imposition of the screwing torque, which can extend from the head symmetrically with respect to the plane B-B of symmetry of the body of the ratchet or be placed laterally with respect to it. c) An elastic arm, preferably double, which can be bent following the application of the screwing force on the area of the mobile handle F; d) An elastic arm, preferably double, which crosses the area of indicator D in its development e) An elastic arm, preferably double, to which an indicator element (7) is anchored through a pin (19) which can slide inside or on the periphery of a slit or a graduated arch (8) following the imposition by the user of the screwing force. The indicator element is thus affected by a displacement proportional to the value of the screwing torque imposed. The indicator element can possibly be obtained in one piece with the arm (6). It can have different shapes depending on the application (for example oval, arrow, ...) f) An elastic arm, preferably double, which can be obtained in one piece with the ratchet body or be constrained to it. In this case, the elastic arm can be made of a different material than that of the ratchet body, generally belonging to the group that includes alloy steel, titanium and its alloys, ceramic, plastic, etc.

5. Dynamometric ratchet (1) according to the claims referred to in points 1 to 4, characterized by: a) A rigid element (10), integral with the ratchet body, which extends from the head area A of the ratchet to the handle area E of the ratchet. b) A rigid element (10), constrained to the ratchet body through one or more pins (17) and (18) or obtained in one piece with it, of a material different from that of the body or equal to it. c) A rigid element (10) which preferably occupies the central area between the two elastic arms (6) or which can be placed in a non-symmetrical position with respect to the elastic arm (6). d) A rigid element (10) which contains in its terminal part the slit or graduated arch (8) on which the indicator (7) marks the value of the screwing torque applied by the user. e) The slit or graduated arch (8) are marked with a graduated scale (for example from 0 to 80 Ncm) that allows you to read the screwing torque imposed on the instrument. f) The rigid element (10) ends with a suitably shaped area (20) to couple laterally with the fixed handle E. The side surface (21) of this area is coupled with the side surface E1 of the fixed handle or can have a different shape for ergonomic or functional reasons: under the application of the tightening force the two surfaces become integral and the ratchet works in fixed mode. g) A variant of the invention in question may not provide for its operation in fixed mode and therefore be devoid of the elements described above to perform this function.

6. Dynamometric ratchet (1) according to the claims referred to in points 1 to 5, characterized by: a) A suitably shaped movable handle area (F): it is characterized by a surface FI on which it is necessary to impose a force N to operate the dynamometric ratchet. b) A movable grip area (F) integral with the elastic arm (6). The movable handle can be obtained in one piece with the arm or be bound to it. c) A mobile handle that can be constructed of the same material as the ratchet body, preferably PEEK, or be constructed of a different material (steel, titanium and its alloys, ceramic, plastic, ....)

7. Dynamometric ratchet (1) according to claims 1 to 6, characterized by: a) The ratchet body is preferably made of PEEK plastic material, but it can also be made of different material, generally belonging to the group that includes alloy steel, titanium and its alloys, ceramic, plastic. b) All the parts that make up the ratchet (1) can be built in the same material with which the ratchet body is built, or be built in different materials such as titanium and its alloys, steel, plastic. c) The spring (5), the rigid element (10) with the graduated slot (8) and the indicator element (7) are generally separated from the ratchet body but can also be built in one piece with it.