Brevet FR2309202A1 — publié le 19761126

La présente invention concerne un support, en particulier pour des instruments de traitement dentaire. Le transducteur est alimenté avec une tension alternative fournie par un oscillateur qui peut Outre disposé à l'extérieur,ou plus judicieusement dans le socle tubulaire. De tels supports sont utilisés pour les traitements dentaires en particuliers pour les outils servant à enlever le tartre. On excite la vibration du transducteur à la fréquence de résonnance, plus particulièrement dans le domaine des ultrasons, approximativement entre 31 et 3bSkHz, et celui-ci commande le fonctionnement de l'instrument pour traitement dentaire qui lui est raccordé. Un tel support est connu par la spécification de la demande de brevet déposée au Danemark sous le nO 1860/73 (DT60s 2.219.657 et 2.219.761), où le transducteur se compose de plusieurs plaques oblongues en matière céramique piezo-électrique oscillant sur un mode simple, empilées les unes sur les autres et connectées en parallèle. Ceci permet de travailler avec une tension d'alimentation relativement basse, ainsi qu'on l'exige pour les appareils de traitement dentaire. La longueur du transducteur est de 30 à 50 mm, approximativement par conséquent d'une demi longueur d'onde, et à l'extrémité antérieure du transducteur est fixé l'outil de traitement dentaire long, lui aussi, d'environ une demi longueur d'onde. La longueur totale de l'appareil dépasse par conséquent une longueur d'onde. L'objet de l'invention est de réaliser pour un support du tp pe précité une structure telle, que l'on obtienne une réduction importante de la longueur de l'appareil. Ceci est obtenu selon l'invention avec une structure, consti the par un socle de forme tubulaire avec un transducteur comprenat un élément piezo-électrique (2),le transducteur comprenant aussi l'outil de traitement dentaire (1) et une masselotte de lestage(3) l'élément piezo-électrique (2) étant disposé entre l'outil et la masselotte,au point nodal du transducteur, caractérisé par le fait que d'un cdté du point nodal le premier maximum (ventre) de vibration se trouve sur le plan frontal libre de la masselotte de lesta ge, tandis que de l'autre cssté du point nodal ce premier maximum se trouve, dans le cas d'un outil rectiligne, exactement à l'ex trémie pointe de celui-ci et dans le ca d'un outil courbe au voisinage de l'extrême pointe de celui-ci, où l'outil, avec un quart de longueur bonde constitue partie du système transducteur, qui a une longueur totale d'une demi longueur d'onde. Dans le cas où l'outil est courbé, ce qui sera souvent le cas avec un outil qui serait utilisé pour le détartrage des dents le point d'amplitude maximale de la vibration du transducteur,pour la fréquence fondamentale, ne sera pas situé à la pointe de l'outi; Les règles de dimensionnement de l'outil, pour un tel-cas sont connues du spécialiste, et il n'y a donc pas lieu d'en parler/BAUdé- tail dans le cadre de l'invention. Dans ces conditions, l'accord du transducteur se trouvera pertubé par l'outil courbe. Comme ctest le transducteur qui constitue l'élément déterminant la fréquence, et que l'on désire que celui-ci travaille continuellement sur la vibration fondamentale, il est avantageux selon l'invention que la masselotte de lestage ait une structure telle que l'extrémité libre de la masselotte de lestage (3) est coupée selon une surface hélicoïdale. Une telle struture n'entraîne pas de pertes importantes tant que le transducteur travaille sur la fréquence fondamentale fixée ou sur des fréquence voisines du fait que l'accord est pertubé, comme indiqué plus haut mais les oscillations harmoniques d'ordre supérieur seront éliminées en raison des pertes plus élevées qu'elles provoquent. Lorsque l'opérateur, après un détartrage par exemple, soulève l'outil des dents du patient, l'essentiel de la charge du traoe ducteur se trouve supprimé de sorte que l'impédance de celui-ci tombe fortement et brusquement. Avant que l'on manoeuvre l'interrupteur,le transducteur aura imprimé à l'outil des vibrations d'une amplitude telle, qu'il faut s'attendre habituellement à une mise hors d'usage de l'outil par suite de phénomènes de fatigue, après un emploi utile relativement court. L'objet de l'invention est donc aussi de présenter un support du type en question, où le risque d'emballement des oscillations, lorsques le transducteur travaille à vide, est supprimé. Ceci est obtenu par le fait qu'aussi longtemps que le transducteur n'est pas chargé, c'est-à-dire pour un support avec un outil de traitement dentaire, aussi longtemps, par exemple, que l'ou- til n'est pas en contact avec une dent, 1'impédance est basse et l'exitation appliquée au transducteur reste très petite. Si l'outil est freiné, par exemple si on l'appuie sur une dent, l'impédance augmente fortement. Il en résulte que le circuit qui enregistre cette impédance agit sur la source de tension quiag mente ltexcitation appliquée au transducteur. Cette excitation de travail peut Qtre plus grande que dans les supports connus jusqu'à présent, où en raison des marches à vi de inévitables avec la pleine excitation, on est obligé d'utiliser une excitation reluite juste avant et après le travail. L'action précitée peut aussi s'exercer sur une électro-valve qui libère alors une circulation d'eau de refroidissement et de rinçage passant à travers le support. Avec la disposition indiquée, on évite donc la marche à vide avec la pleine excitation, qui a un effet destructeur sur l'outil et sur l'appareil en général, et il devient possible ainsi de travailler avec une excitation utile plus forte. On a épilogué ci-dessus plus particulièrement d'un support pour la technique dentaire, mais dans le cadre de l'invention il est possible de réaliser aussi d'autres appareils avec un transducteur d'entratnement ou un générateur d'ultrasons, tels par exemple des récipients clarificateurs ou des perceuses à ultrasons. L'invention est expliquée ci-deffsx plus en détail à l'aide du dessin, dont les figures représentent respectivement La fig. 1 une coupe axiale à travers le support avec le système transducteur. La fig. 2 la vue en perspective de l'extrémité de la masselotte de lestage du transducteur. Le système transducteur représenté dans la fig.l comprend un outil pour traitement dentaire 1 et une masselotte de lestage 3 entre lesquels est disposé un élément piezo-électrique2. L'outil 1, dont une partie seulement a été représentée dans le dessin, est en titane, en duralumin, en acier à outils ou en une autm matière cas de bonnes qualités de vibrations pour l'utilisation de matériaux tels que de l'acier, du laiton ou du bronze, par exemple.L'utilisation de tels matériaux entrains' un rapport élévé entre les masse vibrantes et celles qui vibrent difficilement, de sorte que le suport n'exige qu'une énergie d'alimentation beaucoup plus petite que celle qui était nécessaire pour les supports connus jusqu'à présent, avec de grandes masses céramiques qui n'ont guère tendance à vibrer. La longueur de l'outil 1 est égale, pour un outil rectiligne, à un quart de la longueur d'onde de la tension alternative qui est appliquée à l'élément piezo-électrique 2. La longueur de la masselotte de lestage 3 est d'environ un quart de longueur d'onde, de sorte que l'on obtient une longueur totale d'environ une demi longueur d'onde. Avec le dimensionnement indiqué, le point nodal se situera approximativement dans l'élément piezo--électritpie, et les premiers maxima ( ventres), à partir du pointnodal, se situent sur le plan frontal libre, à l'extrémité de la masselotte de lestage 3 ainsi que,dans le cas d'un outil rectiligne,à 18 pointe extrême de ltou- til l. Avec un outil courbé, le système transducteur sera légèrement désaccordé. En raison de ce désaccord il est avantageux que l'ex- trémité libre de la masselotte de lestage 3 se termine par une coupe en forme de spirale, comme on l'a indiqué dans la figure 2. Tant que le transducteur travaille sur l'oscillation fondamentale fixée, cette structure n'introduit pas de pertes notables. Avec l'utilisation d'un outil courbé, qui détermine un glissement de l'accord sur des fréquences voisines, les pertes ne sont pas importantes non plus, mais la structure représentée empêche l'appa- rition de fortes vibrations harmoniques, en raison des pertes plus grandes apparaissant avec celles -ci. Un canal de refroidissement 4 s'étend à travers le masselotte 3, l'élément piezo-électrique 2 et l'outil 1. Ce canal permet un refroidissement très efficace de l'élément piezo-électrique, qui transmet sa chaleur par les surfaces de séparation conjuguées, à la masselotte et à outil. Sans un tel canal, il faudrait que l'é lément piezo-électrique 2 soit refroidi par arrosage avec un liqui de réfrigérant. On n'obtient ainsi qu'un mauvais refroidissement, à moins que le débit de liquide réfrigérant soit grand, et ceci s'accompagne de problèmes relatifs à l'isolement électrique de l'élément, ainsi que des connexions d'alimentation de celuici. Le débouché du canal 4 dans l'outil peut Outre réalisé judicieusement de telle sorte que le réfrigérant soit pulvérisé et dirigé, lorsqu'il quitte le canal, sur les zones actives de l'outil, où il remplit une fonction de réfrigération et de rinçage. REVENDICATIONS I. Support, en particulier pour des instruments de traitement dentaire, constitué par un socle de forme tubulaire avec un transducteur comprenant un élément piezo-électrique (2), le transducteur comprenant aussi outil de traitement dentaire (1) et une masselotte de lestage (3), l'élément piezo-électrique (2) étant disposé entre l'outil et la masselotte, au point nodal du transducteur, caractérisé par le fait que d'un cSté du point nodal le premier maximum (ventre) de vibration se trouve sur le plan frontal libre de la masselotte de lestage, tandis que de l'autre côté du point nodal ce premier maximum se trouve, dans le cas d'un outil rectiligne, exactement à I'extrdme pointe de celuici et dans le cas d'un outil courbe au voisinage de ltextreme pointe de celui-ci. 2. Support selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'extrémité libre de la masselotte de lestage (3) est coupée selon une surface hélicoSdale. 3. Support selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'un canal de refroidissement (4) s'étend dans le sens axial à travers le transducteur. 4. Support selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que la masselotte de lestage (3), le transducteur et la partie arrière de l'outil ne forment qu'un seul bloc. 5. Support selon l'une quelconque des revendications 1,2,3 ou 4, caractérisé par le fait qu'il contient ùn circuit qui Wmesu- re" l'impédance du système transducteur et qui, selon la valeur de cette impédance, applique un signal de réglage à la source de tension qui alimente le transducteur, et ceci de manière que l'excitation appliquée par la source de tension au transducteur augmente avec la charge du transducteur.