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PIECE A MAIN POUR OUTILS A FORER, A FRAISER ET A POLIR, DESTINEE NOTAMMENT
A L'ART DENTAIRE.
La présente invention concerne une pièce à main pour outils à forer, fraiser et polir, qui, destinée à être employée en particulier en den- tisterie avec les machines à forer ainsi qu'avec le moteur utilisé dans le laboratoire dentaire (moteur de prothèse), convient également à d'autres em- plois, tels que la médecine pédicure, ou même à des usages techniques.
L'invention a pour objet de simplifier la'construction de ces pièces à main de façon à en faciliter sensiblement le démontage, pour les besoins du nettoyage, ainsi que le remontage. En outre, l'invention a pour but de créer, pour ces pièces à main, un mandrin permettant un serrage ra- pide des différents outils à forer, fraiser ou polir, dispositif qui,.étant d'une exécution des plus simples, permet de monter et d'échanger rapidement ces outils et qui, en service, par un verrouillage intervenant automatique- ment, serre les outils de façon à garantir, pendant les opérations précitées, un parfait entrainement dans le sens de rotation. En outre., l'invention a pour objet d'améliorer le centrage de l'arbre d'entraînement pour les outils de forage, etc.
Un autre objet de l'invention est de donner aux pièces détachées de la pièce à main, une forme permettant de les stériliser facilement dans l'huile chaude et assurant après la stérilisation, un écoulement facile de l'huile, pour qu'on n'ait plus à craindre des éclaboussures d'huile, en uti- lisant une pièce à main fraîchement stérilisée. L'invention se propose éga- lement de créer une librification centrale des parties tournant à grande vi- tesse de la pièce à main.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemple, sur une é- chelle agrandie, des formes de réalisation de la nouvelle pièce à main pour outils à forer, fraiser et polir..
La fige 1 montre une coupe longitudinale d'une pièce à main avec le mandrin mis en place.
La fig. 2 montre une coupe longitudinale du mandrin à une 'échelle
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agrandie davantage.
La fig. 3 est une coupe transversale suivant la ligne A-B de la fige 2.
La fige 4 montre une modification apportée à une pièce à main du genre convenant notamment à l'emploi avec le moteur employé dans les la- boratoires dentaires.
La fige 5 montre une modification apportée au mandrin représen- té dans les fig. 1 et 4.
La fig. 6 montre une coupe longitudinale d'une pièce à contre- angle.
La fig. 7 montre une coupe longitudinale d'une pièce à contre- angle avec une lubrification centrale.
La fige 8 montre une coupe longitudinale d'une autre forme de ré- alisation d'une pièce à main à serrage entièrement automatique de l'outil.
La fige 9 montre une coupe longitudinale du palier à rouleaux utilisé dans la pièce à main de la fig. 8.
La fige 10 montre la vue d'en haut d'un joint à garniture à la- byrinthe pour le palier à rouleaux suivant,-la fig. 9.
La pièce à main, d'après les figures 1-3, consiste essentiellement en un tube 1, dans lequel est placé. avec le jeu nécessaire, l'arbre d'en- trainement 2 pour les outils à forerfraiser ou polir, utilisés suivant le cas. Le maintien et le centrage de cet arbre dans le tube sont assurés d'une part, à sa partie postérieure, par un palier lisse ou un petit roulement à billes 3 reposant par sa bague extérieure 4, sur l'épaulement 5 d'un évide- ment 6 ménagé à l'extrémité postérieure du tube et, d'autre part, par la ti- ge 7 de l'outil s'engageant dans le mandrin, cette tige étant guidée par le coussinet lisse 8 vissé sur l'extrémité antérieure du tube 1.
Le roulement à billes 3 cité est maintenu de plus en place, par la pièce tubulaire 9 qui se visse dans l'évidement 6, fileté à l'intérieur, et s'appuie par son côté inférieur, sur la bague extérieure 4 du roulement à billes, l'empêchant ainsi de tourner. L'extrémité inférieure de l'arbre d'entraînement 2 se termine en une tige filetée 10, sur laquelle est vissée, en intercalant une petite pièce conique 11, une douille 12 à laquelle s'adapte l'arbre de commande du dispo- sitif.
Pour la fixation au moyen de l'arbre de commande, du tube flexible ou de la transmission dite Doriot ou des autres moyens de commande comportant l'ar- bre d'entraînement, à la pièce à main, la pièce tubulaire 9 est pourvue, d'a- près la méthode connue, d'une encoche 13, et d'une échancrure 14 dans lesquel- les viennent encliqueter, lorsqu'on les fait glisser sur la pièce tubulaire 9, les moyens de fixation de la pièce d'accouplement du tube flexible.
L'arbre d'entraînement 2 consiste, de préférence, en une seule pièce, d'une longueur laissant entre son extrémité antérieure et le palier 8 un très léger jeu. Dans la partie antérieure de l'arbre d'entrainement est pratiqué un forage longitudinal 13a, dont la paroi circulaire 14a a été dé- formée à la partie supérieure, par compression latérale, de façon à former, vu en coupe transversale, un triangle équilatéral, curviligne, comme le montre la vue de coupe de la fig. 3. On aurait, bien entendu, au lieu de transformer le forage circulaire en une section approximativement triangulaire, pu donner directement au forage une forme triangulaire.
C'est dans ce forage 13a qu'est disposé le mandrin pour l'outil à employer. Ce mandrin consiste en une courbe barre d'acier 15 ou d'une au- tre matière, évidée aux 3/4 de sa longueur par un forage longitudinal 16.
Sur la surface extérieure-de la barre citée sont disposées, en outre, trois rainures longitudinales 17 occupant toute la longueur de la barre et par les- quelles la paroi du forage 16 est entrecoupée de façon à laisser trois mors 18 faisant ressort et dont l'extrémité antérieure sera, de préférence, courbée un peu vers l'intérieur. Dans l'espace limité par ce trident, et dont le dia- mètre correspond à celui de la tige de l'outil employé suivant le cas, vient
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s'introduire l'outil, qui est maintenu en place par ces trois mors.
Dans chacune de ces rainures longitudinales 17 citées se loge un galet ou rouleau 19 qui, d'une part, touche dans la rainure la tige 7 de l'outil placé dans le mandrin et qui, d'autre part, dépasse un-peu la cir- conférence du mandrin, comme il ressort de la fig. 3. Le diamètre de ce dis- positif de serrage, y compris les galets, a été choisi de façon à permettre, lorsque ce dispositif a été placé dans le forage 13a de l'arbre d'entraine- ment 2, d'une manière telle que les galets se trouvent dans les coins du fora- ge cité, un certain déplacement latéral du dispositif de serrage dans le fora- ge à peu près triangulaire 13a.
Or, dès que l'arbre d'entrainement est mis en mouvement, les galets heurtent les parois latérales du forage triangulaire 13a, plus proches des galets que les coins, de sorte qu'il en résulte un em- brayage automatique de l'arbre d'entrainement et du mandrin et que le même mouvement de rotation est également communiqué à la tige de l'outil maintenu en position dans le mandrin par la pression exercée sur lui par les galets, pression qui, augmentant avec.le nombre de tours de l'arbre d'entrainement, garantit ainsi une fixation parfaite de l'outil. Après cessation du mouvement de rotation de l'arbre d'entraînement, l'embrayage se détend de lui-même, ou, au besoin, par légère rotation en sens inverse, permettant l'extraction de l'outil du dispositif de serrage.
Afin d'améliorer davantage le serrage entre les galets et la tige de l'outil, on peut éventuellement rendre rugueuse la surface des galets par des raies ou un léger filetage par exemple trapézoïdal comme indiqué à 20.
Afin d'assurer que l'outil soit suffisamment serré et puisse être facilement enlevé, l'angle du coin de serrage du forage efffectuant le serrage automati- quement, doit être le même sur toute la courbe de serrage (voir fig. 3). Le trajet de serrage des galets devra être aussi long que possible afin d'évi- ter des vibrations des outils à forer et à fraiser à grosses dents.
Pour l'obtention de telles courbes de serrage, la douille de ser- rage 14a qui est ajoutée, suivant l'invention, à l'extrémité antérieure de l'arbre d'entrainement devra être meulée au moyen d'une rectifieuse reproduc- trice de façon telle que chacun des 6 tronçons de courbe U/6 soit une partie de spirale logarithmique ou approximativement logarithmique, dont les tangen- tes forment en tout point,le mens ou à peu près le même angle (supérieurà 90 ). Il est également possible de donner à ces pièces courbes la forme d'une spirale d'Archimède ou approximativement. Afin de prolonger davantage, pour les raisons précitées, le trajet de serrage, la paroi de la douille serran- te sera tenue assez mince pour que, lors du serrage des outils. 7 elle s'ou vre un peu en faisant ressort, prolongeant ainsi le trajet de serrage.
Or, afin de ne pas modifier sensiblement dans ce cas l'angle de serrage (tangente de la spirale ) on donnera, conformément à l'invention, partout la même épais- seur à la paroi de la douille de serrage 14a en la meulant à l'extérieur, à l'aide d'une machine à rectifier de la même façon que pour le forage.
La description ci-dessus et le dessin sont basés sur le principe d'une douille de serrage rapide, ayant la section d'un triangle équilatéral curviligne avec trois galets. Cette forme triangulaire de la douille de serrage peut toutefois être remplacée, tout aussi bien, par une forme qua- drangulaire ou polygonale, à côtés spiroïdes d'égale longueur en employant un nombre conformément plus grand de galets.
La mise en place et l'échange des outils se font pour la pièce à main de l'invention, par simple introduction de la tige 7 de l'outil à travers le coussinet ou raccord 8 dans le dispositif de serrage 15 entre les mors 18, le serrage de l'outil s'effectuant automatiquement au moment de la mise en marche du dispositif, sans que des moyens de fixation quelconques soient à ac- tionner.
On remarquera que la pièce à main se compose d'un nombre relative- ment petit de pièces détachées, ce qui augmente d'une part la sécurité à l'u- sage et facilite d'autre part, le démontage pour les besoins de nettoyage et d'asepsie, ainsi que le remontage.
Pour faciliter le démontage, on a aménagé, dans la pièce tubu-
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laire 9, en face de l'échancrure 14, un petit forage 21, à travers lequel on peut faire passer une clef 22 ayant la forme d'une épingle à cheveux.
En tournant cette clef latéralement, on peut facilement dévisser la piè- ce tubulaire 9 et enlever du tube 1 l'arbre d'entrainement 2, avec le dis- positif de serrage 15. De plus, le coussinet 8 est muni de deux légers creux 23, dans lesquels on peut introduire latéralement la clef 22 et l'u- tiliser ainsi pour dévisser le coussinet, en vue de son nettoyage ou de son remplacement. En outre, les parties tubulaires de la pièce à main sont pourvues, à la partie inférieure, de forages 24, 25, permettant, après la sté- rilisation à l'huile, un écoulement facile de l'huile, des pièces placées verticalement.
La pièce à main suivant la fige 4, se distingue de celle sui- vant les fig. 1-3, uniquement par le fait que le coussinet 8a à l'extré- mité antérieure du tube 1 a été raccourci et que derrière lui on a encore aménagé, dans le tube cité, un roulement à billes 26 guidant la tige 7 de l'outil. Cette pièce à main convient notamment pour'les gros travaux dans les laboratoires dentaires et a l'avantage d'éviter, grâce à l'emploi du roule- ment à billes, tout frottement entre la tige de l'outil et le forage du cous- sinet.
Le roulement à billes cité repose sur un manchon 27 maintenu en place dans un évidement du tube 1 par deux disques latéraux 28, tournant librement sur le manchon. Lorsque le coussinet 8a est serré, les disques latéraux 28 bloquent la bague extérieure du roulement à billes et la main- tiennent en.place,, le disque latéral,postérieur 28 étant bloqué contre l'é- paulement 29 de l'évidement cité, de sorte que, lors d'un mouvement de rota- tion de l'outil,la bague intérieure tourne dans la bague extérieure. De préférence, le manchon 27 sera pourvu de petites collerettes 28a, de sorte qu'il se forme entre celles-ci et les disques latéraux cités, de petits la- byrinthes 30 qui conviennent très ..bien pour retenir la poussière de meulage etc.
Afin d'étanchéifier davantage la pièce à main contre la pénétration de la poussière, on peut encore aménager dans le coussinet 8a une rondelle de joint 31 en feutre ou autre.
En opérant avec des fraises plus grosses ou avec des disques ou pierres à meuler plus importants, il peut arriver parfois que le dispositif de serrage avec les galets commence à vibrer et que l'embrayage de la tige de l'outil employé et du dispositif de serrage soit annulé pour quelques in- stants. Lorsque, au moment d'une telle interruption de l'embrayage on effec- tue un mouvement de traction,il peut arriver que l'outil soit retiré un peu hors du mandrin.
Afin de remédier à cet inconvénient on peut aménager entre le mandrin et l'arbre d'entrainement, un frottement ayant pour effet d'établir entre ces parties un joint faisant ressort. C'est ainsi qu'on a prévu par exemple, d'après la fig. 5, à l'extrémité postérieure du mandrin 15, un pe- tit tenon 49 fendu et, à l'extrémité antérieure de l'arbre 2, un forage corres- pondant 50, dans lequel le mandrin est glissé par le tourillon 49, ce qui, tout en assurant le support de l'extrémité postérieure du mandrin, permet d'é- viter les vibrations de celui-ci et les inconvénients pouvant éventuellement en résulter. La fente du tourillon 50 a pour but d'éviter des déplacements éventuels en longueur du mandrin.
Les fig. 8-10 représentent une autre forme de réalisation d'une pièce à main pour l'art dentaire. Ces pièces à main possèdent un tube exté- rieur la et un tube intérieur 1. La boite 64 contenant le palier à rouleaux et facile à enlever se visse par exemple, au moyen du tenon fileté 65 dans le tube intérieur 1. Le vissage se fait par une clef à fourche, qui est latéra- lement glissée sur les creux 66. A 63, le tube extérieur la est vissé au moyen d'un filetage et peut être échangé pour chaque patient contre un nou- veau tube extérieur stérilisable ou contre un tube extérieur -pour le moteur de prothèse.
La pièce à main d'après la fig. 8 possède un mécanisme de ser- rage entièrement automatique et un système de maintien pour l'arbre d'entrai- nement,tels qu'ils ont été décrits pour les fige 1-6. Cette fig. 8 montre
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l'arbre d'entraînement 12 avec le roulement à billes 3 et l'extrémitéanté- rieure 2 de cet arbre d'entraînement avec le mécanisme de serrage entière- ment automatique à 15. Ce dispositif de serrage peut être relié à l'arbre d'entrainement par joint faisant ressort. Il peut par exemple porter à l'ex- trémitéinférieure,deux ressorts 49 s'engageant dans un forage longitudinal correspondant, dans l'arbre d'entrainement 2. Ce forage longitudinal abou- tit dans un forage transversal 2a où pénètrent les ressorts 49.
Ce forage transversal permet de faire sortir le dispositif de serrage lors du démon- tage de l'outil..
A la fige 9, le palier à rouleaux, qui peut être intégralement. échangé, est représenté vu en coupe. La boite 64 contenant le palier à rouleaux et munie du tenon à vis 65 comprend la cage des rouleaux 69 et les rouleaux 70. Le tube à labyrinthe 71 avec les fentes 72 (figo 9 et 10) forment à 73, avec la boite 64 contenant le roulement à billes, un labyrinthe, après que ce tube a été glissé sur la douille 67 en -faisant ressort. Les fentes 72 provoquent, pendant la rotation une ventilation évitant la pénétration des poussières à l'intérieur du palier à rouleaux.
Cette action ventilatrice peut encore être rendue plus prononcée par plusieurs trous percés dans le tube intérieur de la pièce à main,
Le tube extérieur stérilisable la agrandit le labyrinthe et contri- bue, de ce fait, dans une large mesure, à préserver de la poussière l'intérieur du palier à rouleaux.
On peut faire varier largement, suivant le désir du praticien, la forme de la poignée de ce tube extérieur et fabriquerau besoin, un disposi- tif de protection pour la meule.
Il est également possible de fabriquer la pièce à main d'après fige 8 avec un tube seulement et de supprimer le tube extérieur. Or, cette simpli- fication n'est pas recommandée quand la pièce à main est destinée à être employée tant pour la foreuse que pour le moteur du laboratoire dentaire. En effet, les tubes extérieurs facilement échangeables permettent., dans ce cas, d'en- ployer la même pièce à main pour les deux usages.
Du fait que pour une pièce à main à angle, suivant la fige 6, la commande de l'outil employé se fait latéralement, le centrage de l'arbre d'en- trainement doit être effectué par l'outil. A cet effet, il est nécessaire de modifier un. peu le dispositif de serrage de l'outil. A la fig. 6, on a désigné par 32 le bras à angle, dans le boitier 33 duquel est logé ajustable, au moyen d'un tourillon percé 35 aménagé au fond, l'arbre d'entrainement consistant en un tube 34, dans la pièce de fermeture 36 inférieure du boîtier.
Le forage de ce tourillon 35 forme le premier support pour la tige 37 de l'outil employé Pour la commande le tube 34 est muni,. sur la surface extérieure, d'une cou-' ronne dentée 38 en prise avec le pignon d'attaque conique 39 de l'arbre de commande 40. Dans le tube 34, dont la paroi sera comprimée comme il l'a été décrit en rapport avec les fige 1-4, de façon que l'alésage de ce tube pré- sente une section approximativement triangulaire, est disposé le dispositif de serrage 41 pour l'outil.
Ce dispositif de serrage consiste en un petit tube à paroi épaisse avec un forage ayant un diamètre correspondant à celui de la tige de l'outil.. Sur sa paroi, on a disposé, à égale distance l'une de l'autre, trois rainures longitudinales 42 qui, toutefois, n'occupent pas toute la longueur du tube, mais prennent fin un peu avant l'extrémité inférieure,. et par lesquelles la paroi est entrecoupée en trois mors 42a faisant ressort.
Dans chacune de ces rainures longitudinales se trouve un galet 46 dont la:-. surface extérieure sera de préférence rendue rugueuse.
Sur l'arbre d'entrainement 34 se trouve encore un coussinet 43 formant le deuxième support pour la tige 37 de 1-'outil,. coussinet qui lui-même est logé dans la douille supérieure 44 du boitier 33 et qui est entrainé par un toc 45 de 1?arbre d'entrainement lors de sa rotation.
Au moment de la mi- se en rotation de l'arbre d'entrainement, les galets heurtent, comme il a été décrit en détail pour la forme de réalisation suivant les fig. 1-3, la paroi intérieure de l'arbre d'entrainement 34 et forment avec celui-ci,, en serrant la tige de l'outil, une fermeture à coin. L'introducticn de l'outil se
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fait par simple enfoncement dans le dispositif de serrage, sa fixation s'ef- fectuant automatiquement . par ce dispositif de serrage lors de la rotation @ans que, comme ce fut le cas jusqu'ici, l'emploi de dispositif spécial soit nécessaire. L'échange des outils se fait également par simple extraction après l'arrêt du mouvement.
Pour solidariser l'arbre de commande 40 avec l'arbre 47, on peut utiliser avantageusement un joint de cadran 48 à bille, du genre connu, ren- dant un support superflu.
A la fig. 7, est représentée une pièce à nain à angle pourvue d' une lubrification centrale. La pièce à main est caractérisée par un canal de lubrification 52 passant entre le joint de cadran 48 et la commande par roue dentée conique 39, et qui permet une distribution de l'huile de graissage entre le joint de cadran et le tourillon 35 supportant le dispositif de ser- rage automatique. L'huile peut être introduite dans le canal, à un endroit quelconque, par un forage dans le tube extérieur..
Dans le dessin mentionné ci-dessus, le N 48 représente le joint de cardan à bille servant à solidariser l'arbre d'entraînement 40 et l'arbre 47 embrayé avec le dispositif de commande. L'arbre de commande 40 porte à l'extrémité opposée, la commande à pignons coniques 39 et tourne dans une douille 57. Dans la douille se trouve un canal de graissage 52 duquel s'em- branchent des trous de graissage 53 vers l'arbre d'entraînement 40. L'huile de graissage est introduite par le trou de graissage 55. En pénétrant, l'hui- le rencontre d'abord le joint de cardan 48, s'écoule par le canal de grais- sage 52 vers les trous de graissage 53, sort à 56 et se répand, par la rota- tion de la commande à dents à chevrons 39, vers les paliers 58 et 59 du tou- rillon 35.
Afin que la pièce à main à angle suivant la fig. 7 ne présente pas le désanvantage de laisser sortir de l'huile à 60, ce qui comporterait des inconvénients pour le travail dans la bouche du patient, on visse, sui- vant la présente forme de réalisation, un capuchon de protection 61 sur le boitier, au moyen d'un filetage. Ce capuchon de protection peut cependant, tout aussi bien,être fixé à l'extrémité du boitier opposée à la pointe de la fraise, au moyen d'une charnière, ou d'une fermeture à baïonnette.
81 désigne un disque élastique intercalé entre le tourillon 35 et le mandrin 41. Ce disque-ressort sollicite légèrement le boîtier de serra- ge ou mandrin contre le chapeau 60, déterminant ainsi un léger freinage de ce mandrin, ce qui empêche un glissement du foret lorsqu'il est sollicité à la traction.