Brevet FR2390615A1 — publié le 19781208

La présente invention concerne un dispositif de freinage et plus particulièrement de blocage d'éléments tubulaires télescopiques coulissant les uns dans les autres, applicable plus spécialement à une suspension plafonnière de microscope pour opérations chirurgicales et notamment au déplacement ét au blocage rigide dudit microscope au-dessus d'une table dtopérationw On saint que le développement des techniques chirurgicales a rendu nécessaire depuis plusieurs années, Itemplol de microscopes permettant 11 observation binoculaire ou monoculaire du champ opératoire, tant par le chirurgien que par plusieurs assistants.De plus, ltéquipement en moyens vidéo-graphiques Justifie 11 emploi de chaines de télévision en couleurs couplées à la vision microscopique. le microscope chirurgical est donc devenu un instrument dont la masse et le volume ont pris de plus en plus dtimportance et qui nécessite des moyens électriques nombreux, comme, par exemple, des circuits de commande et/ou des circuits de puissance nombreux. Bes grossissements habituellement employés et qui peuvent dans certains cas dépasser 25X, rendent nécessaire une rigidité et une stabilité absolues du dispositif de fixation de tels microscopes et de leurs supports.D'un autre coté, ces microscopes doivent pouvoir, le cas-échéant, etre éclipsés très rapidement, afin d'éviter tout encombrement inutile de la salle dòpération.ies supports de pareils microscopes sont généralement réalisés au moyen de suspensions plafonnières dont on peut faire varier la hauteur et ltorientation, mais qui sont munis de dispositifs de blocage ntassurans, souvent, de manière satisfaisante ni la rigidité absolue recherchée, ni la sécurité totale du blocage. la présente invention obvie à ces inconvénients en fournissant un dispositif de blocage drélémenis tubulaires télescopiques assurant outre la rigidité recharchée pour la suspension des microscopes et qui permet une stabilité totale du champ drobserva tion, une sécurité absolue et immédiate en cas de coupure inopinée de courant électrique. Le dispositif de freinage et de blocage d'un équipagemo bile formé d éléments tubulaires mobiles en coulissement les uns dans les autres et les uns par rapport aux autres,et dont le mouvement est obtenu par des moyens électriques est,selon l!invention,caracté risé par le fait que chaque élément tubulaire mobile est réalisé en un matériau magnétique,qutil est guidé en translation axiale au moyen d'au moins de deux couronnes de guidage préchargées prenant appui sur sa paroi latérale externe et solidarisés à la paroi latérale interne de Itélément tubulaire à l'intérieur duquel il se déplace et qu'au moins une ventouse magnétique est disposée en regard de sa paroi latérale externe, ladite ventouse magnétique étant constituée par un aimant permanent dont la face trans versaleterminale se trouve en regard de la paroi latérale externe de 1élément tubulaire, lequel aimant est entouré d'un bobinage électriquement relié au circuit de l'appareillage d'entratnement en déplacement axial de ltélément tubulaire, lequel bobinage est disposé de manière à engendrer, lorsqutil est sous tension, un champ égal et de sens contraire à celui de l'aimant permanent, et qui provoque alors l'annulation de ce dernier, un organe élastique extensible étant interposé entre ledit aimant permanent et la paroi interne de ltélément à l'intérieur duquel se déplace lrélément mobile. De manière avantageuse et, en vue de la simplification de la réalisation, les couronnes de guidage de chaque élément tubulaire mobile sont constituées par un ensemble d'au moins trois galets identiques préchargés, disposés angulairement de manière régulière autour de lraxe longitudinal dudit élément tubu laize, dont les plans équatoriaux se recoupent le long dudit axe longitudinal et dont les axes de rotation sont horizontaux et disposés dans un même plan perpendiculaire audit axe. De manière également avantageuse, chaque ventouse magnétique est constituée par une pluralité d1 aimants permanents disposés à l'aplomb les uns des autres, reliés entre eux par un support commun, ledit support étant solidarisé à la paroi interne de lrélément tubulaire à l'ìntérieur duquel et par rapport auquel se déplace ltélément tubulaire mobile par l'intermédiaire de lames élastiques flexibles, dont une extrémité est fixée à ladite paroi interne et ltautre au support desdits aimants perma nents. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description faite ci-après en regard des dessins annexés, sur lesquels la figure 1 représente schématiquement une vue d'en- semble d'un bloc opératoire muni d'un microscope chirurgical porté par un ensemble de suspension plafonnières télescopique muni du dispositif de blocage selon l'invention-; la figure 2 représente une vue en coupe transversale d'une colonne télescopique support du microscope au niveau de l'un de ses dispositifs de guidage et de freinage ; et la figure 3 représente une vue en coupe longitudinale de la partie de la colonne montrée sur la figure 2. Sur ces figures, les mêmes références représentent les mêmes éléments. En se référant à la figure 1, le dispositif de suspension selon l'invention d'un microscope chirurgical, binoculaire par exemple, installé au-dessus de la table d'opération 2 d'un bloc opératoire comporte essentiellement un ensemble de colonnes télescopiques 3, formé avantageusement des trois éléments 4, 5,et 6 de préférence cylindriques, dont le premier 4 est fixé et solidarisé au plafond 7 de la salle d'opération par tout moyen connu approprié et est de forme tubElaire-, dont le deuxième 5 est mobile en translation le long de l'axe longitudinal du premier et est également de forme tubulaire, son diamètre extérieur étant inférieur au diamètre intérieur du premier, et dont le troisième 6 est tubulaire et cylindrique de diamètre extérieur inférieur au diamètre intérieur du second élément 5, et est muni d'un bras 8 horizontal constituant le support du microscope i placé a' son extrémité, ledit élément pouvant coulisser dans le deuxième élément 5 et s'y mouvoir à la fois en translation le long de son axe longitudinal et en rotation autour de ce même axe. La commande, tant du mouvement de l'élément de colonne intermédiaire 5 que de celui de ltélément 6, est réalisée de manière connue au moyen de tout appareillage approprié, mais de préférence électrique et de telle manière que la vitesse de dépla cement de l'élément intermédiaire 5 soit une fraction de valeur prédéterminée de la vitesse de déplacement de l'élément terminal 6 porte-bras du microscope ; c'est ainsi, par exemple, que la vitesse de cet élément intermédiaire est, de manière avantageuse, souvent choisie égale à la moitié de celle de l'élément terminal 7. La stabilité indispensable à une observation correcte et précise du champ opératoire impose à une telle suspension une rigidité absolue qui nécessite, en particulier, un dispositif de blocage efficace.Par ailleurs, comme, de manière avantageuse, les mouvements des éléments de colonne télescopique 5 et 6 pourla translation verticale du bras porte microscope 8 sont obtenus par des moyens électriques appropriés, ce dispositif de blocage est, selon l'invention, lui-même obtenu avantageusement par des moyens électromagnétiques, les éléments tubulaires coulissants étant, dans ce but, réalisés en un matériau ferromagnétique. Â cet effet, chacun des deux éléments mobiles 5 et 6 de la colonne télescopique comporte tout d'abord un dispositif de guidage ri gide, - formé par une couronne de guidage solidaire de l'élément dans lequel il peut coulisser et qui est constitué par exemple, par un ensemble itau moins deux couronnes d'au moins trois galets chacune, lesdits galets 9a étant identiques ayant leurs plans longitudinaux 10 concourants le long de l'axe longitudinal 11 médian vertical de-l'élément tubulaire guidé, étant disposés à 1200 - l'un de l'autre et ayant leurs axes de rotation 12, qui sont ho rizontaux, dans un même plan horizontal, comme représenté sur la figure 2.Ces galets sont préchargés par tous moyens connus appropriés et prennent appui à force, par l'intermédiaire de leurs axes, contre la paroi latérale interne du tube correspondant dans lequel le tube guide coulisse et, par leur bande de roulement contre la paroi latérale externe de ce dernier. les deux couronnes de galets guide le long desquelles les tubes coulissants se déplacent peuvent être disposées, soit à l'aplomb l'une de l'au- tre, c'est-à-dire de telle manière qu'un galet de ltune soit à l'aplomb d'un galet de l'autres comme représenté sur la figure 3, soit décalées l'une par rapport à l'autre d'un angle de 600. A ce dispositif de guidage d'un élément tubulaire coulissant est associé à au moins un dispositif de retenue par résistance passive de frottement, comportant au moins un, mais de préférence une pluralité d'aimants permanents 15 formant chacun une ventouse magnétique. Chacun de ces aimants permanents rendu solidaire de l'élément tubulaire dans lequel coulisse l'élément mobile est entouré d1un bobinage normalement sous tension lorsque les mécanismes d'entrainement en translation des éléments tubulaires mobiles sont eux-mêmes sous tension, c'est-à-dlre lorsque lesdits éléments tubulaires sont en mouvement.Le sens de l'enroulement du bobinage de chaque aimant permanent est tel que lorsqu'il est parcouru par le courant, le champ magnétique auquel il donne naissance est égal en valeur absolue mais de sens contraire à celui dudit aimant permanent, si bien que, pendant les mouvements des tubes télescopiques 5 et 6, la résultante des deux champs étant nulle, les ventouses magnétiques ainsi constituées sont entièrement neutres au point de-vue magnétique, et quten l'absence-de champ magnétique, lesdites ventouses n;;'appor- tent aucune entrave au déplacement du tube télescopique contre lequel elles sont disposées. les enroulements de ces ventouses magnétiques ne se trouvent sous tension que lorsque les éléments tubulaires 'ou l'un des deux seulement) est en mouvement.Dès que les enroulements se trouvent hors tension, soit de manière voulue, soit accidentellement, les cham#ps magnétiques induits dans les ventouses et opposés aux champs des aimants permanents sont annulés et seuls ces derniers subsistent et les aimants viennent stappliquer contre la paroi latérale externe de l'élément tubulaire mobile correspondant dont leur face terminale épouse la forme et qui, à cet efet, est cylindrique concave et de même diamètre que celui dudit élément tubulaire. On obtient ainsi la rétention de l'eRlément sur lequel vient s'appliquer la ventouse magnétique.Il est clair que pour que cette rétention soit entièrement assurée, il y a lieu, le cas échéantet compte tenu de la valeur du champ magnétique créé par chaque aimant permanent, de disposer plusie > rs ventouses sur une grande partie de la longueur de ltélément tubulaire correspondant, et qui avantageusement peuvent Autre placées les unes au-dessus des autres. Afin que les éléments tubulaires mobiles puissent se déplacer librement en regard des ventouses magnétiques lorsqu'elles sont hors service, c'est-à-dire entièrement démagnétisées, on laisse subsister entre leurs faces terminales cylindriques concaves et la face latérale externe de l'élément tubulaire correspondant placé en regard un interstice de faible épaisseur obtenu au moyen de l'agencement ci-après décrit. les différentes ventouses magnétiques 13 sont reliées rigidement entre elles par tout moyen connu approprié formant support, ledit support étant réalisé en un matériau non magnétique. Un tel support peut, par exemple, être constitué par au moins un barreau ou une réglette 14 verticale ou un ensemble de plusieurs de ceux-ci, le long de laquelle ou desquelles sont fixés par tout moyen connu approprié et régulièrement espacés entre eux les aimants 13. Ces derniers étant placés les uns à l'aplomb des autres. les extrémités de ce ou de ces barreaux comportent des lames élastiques 15 dont 11 extrémité opposée à celle qui est solidaire de l2extrémité d'un barreau est amarrée à un point fixe par rapport à 11 élément tubulaire mobile correspondant, par exemple, par encastrement dans la paroi interne de l'élément tubulaire mobile ou non à l'intérieur duquel ltélénent tubulaire mobile concerné se déplace.Ces lames élastiques forment ainsi un moyen de fixation élastique extensible des ventouses électromagnétiques de rétention des éléments tubulaires coulissants, dans lequel les lames ou autres organes élastiques extensibles équivalents sont tels que, lorsque les enroulements sont hors tension et que, par suite, chacune des ventouses fonctionne en aimant permanent, celles-ci viennent s'appliquer contre l'élé- ment tubulaire en matériau magnétique placé en regard pour le bloquer l'attraction due aux champs créés par les aimants permanents s'exerçant à l'encontre de la réaction antagoniste des lames ou organes élastiques extensibles 15, tandis que lorsque les enroulements entourant les aimants permanents sont sous tension et que, par suite, comme dit plus haut, la résultante des champs en présence est nulle, les ventouses sollicitées par les lames ou organes élastiques 15 agissant comme ressort de rappel, sont écar tées de 1' élément tubulaire mobile sur lequel elles étaient alors appliquées, lequel élément peut dès lors se déplacer librement. Il est clair que, compte tenu des dimensions et du poids des éléments mobiles dont on veut provoquer la rétention, et en fonction de ces données, il est possible d'y adapter aussi bien le nombre d'aimants permanents formant ventouses magnétiques reliées entre elles dans un meme ensemble que le nombre de ces ensembles alors régulièrement répartis tout autour desdits éléments mobiles. Ainsi donc, -le dispositif de rétention et de blocage d'éléments tubulaires télescopiques mobiles les uns par rapport aux autres et les uns dans les autres, d1une part, permet à l'en- semble dont il fait partie de conserver une stabilité absolue- et est bien aussi, d'autre part, un dispositif de sé-curité puisque fonctionnant exclusivement en l'absence de courant électrique et qu'ainsi en cas de coupure accidentelle dudit courant le mouvement desdits éléments tubulaires est automatiquement et instant a nément arrêté en même temps qu'ils restent bloqués. Le dispositif de blocage et de rétention d'éléments tubulaires télescopiques mobiles les uns par rapport aux autres ci-dessus décrit à-propos d'une suspension plafonnière de microscope pour opérations chirurgicales comportant deux éléments tubulaires verticaux mobiles est, évidemment, applicable à tout ensemble de plusieurs éléments tubulaires verticaux ou non coulissant les uns dans les autres et entraînés en mouvement électriquement. Il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qutà titre d'exemple non limitatif et qu'on pourra apporter des équivalences techniques à ses éléments constitutifs sans pour autant sortir du cadre de ladite invention, tel que ci-après revendiqué. REYENDICATIONE 1. Dispositif de freinage et de blocage d'un équipage mobile forme dtéléments tubulaires mobiles en coulissement les uns dans les autres et les uns par rapport aux autres et dont le mouvement est obtenu par des moyens électriques, caractérisé par le fait que chaque élément tubulaire mobile est réalisé en un matériau magnétique,qu'il-est guidé en translation axiale au moyen d'au moins de deux couronnes de guidage préchargées prenant appai sur sa paroi latérale externe et solidairés à la paroi latérale interne de ltélément tubulaire à l'intérieur duquel il se déplace et qu'au moins une ventouse magnétique est disposée en regard de sa paroi latérale externe, ladite ventouse magnétique étantconstituée par un aimant permanent dont la face transversale terminale se trouve en regard de la paroi latérale externe de l'éle- ment tubulaire, lequel aimant est entouré d'un bobinage électriquement relié à un circuit de l'appareillage d'entraînement en déplacement s=nal de l'élément tubulaire, lequel bobinage est disposé de manière à engendrer, lorsqu'il est sous tension, un champ égal et de sens contraire à celui de l'aimant permanent, et qui provoque alors l'annulation de ce dernier, un organe élastique extensible étant interposé entre ledit aimant permanent et la paroi interne de l'élément à l'intérieur duquel se déplace l'élé- ment mobile. 2. Dispositif de freinage et de blocage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les couronnes de guidage de chaque élément tubulaire mobile sont constituées par un en- semble d'au moins trois galets identiques préchargés, disposés angulairement de manière régulière autour de l'axe longitudinal dudit élément tubulaire, dont les plans équatoriaux se recoupent le long dudit axe longitudinal et dont les axes de rotation sont horizontaux et disposés dans un même plan perpendiculaire audit axe. 3. Dispositif de freinage et de blocage selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que chaque ventouse magnétique est constituée par une pluralité d'aimants permanents disposés à l'aplomb les uns des autres, relIés entre eux par un support commun et que ledit support est solidarisé à la paroi interne #de 11 élément tubulaire à 11Intérieur duquel et par rapport auquel se déplace l'élément tubulaire mobile par ltintermédiaire de lames élastiques flexibles dont une extrémité est fixée à ladite paroi interne et l'autre au support desdits aimants permanents.