Brevet FR2585234A1 — publié le 19870130

DISPOSITIF DE SERRAGE POUR LA FIXATION D'OUTILS, EN PARTICULIER DENTAIRES La présente invention porte sur un dispositif de serrage pour la fixation d'outils, en particulier dentaires, constitué d'une douille réceptrice montée avec liberté de rotation dans une pièce à main, liée à une commande de rotation et présentant au moins un élé- ment de serrage qui, par appui sur une portée oblique incliné par rapport à l'axe longitudinal du dispositif de serrage, exerce une pression dirigée radialement vers l'intérieur sur la queue de l'outil introduite dans la douille réceptrice. La pièce à main peut être une pièce à main rectiligne ou une pièce à main angulaire à tête d'angle. L'invention convient en particulier comme dispositif de serrage pour la fixation d'outils médi- caux, de préférence dentaires. Un dispositif de serrage de ce type est con- nu d'après le document CH-A-581 463. Dans ce dispositif de serrage connu, l'élément de serrage est formé par une bille qui est montée mobile radialement dans une ouverture radiale de la douille réceptrice et peut être serrée au moyen d'une portée oblique contre la queue de l'outil préalablement introduite dans la douille récep- trice. Ce dispositif de serrage connu a pour fonc- tion d'assurer aussi la fixation de queues d'outils 258S234 dentaires de différents diamètres et différentes formes. Il s'agit là d'outils dits à main, dont la queue, pour être plus maniable, peut avoir des formes très diverses. Il est apparu dans la pratique que la fonc- tion précitée n'était remplie qu'en partie avec l'agen- cement connu. Il y a à cela plusieurs raisons. Une raison essentielle est que dans la plu- part des cas, il se produit seulement un contact ponctuel entre l'élément de serrage formé d'une bille et la queue à serrer. Cela rend très difficile le serrage de la queue, car il faut des forces relativement grandes pour serrer l'outil dans la douille réceptrice de façon qu'il ne puisse pas y tourner. Un autre défaut de l'agencement connu est que _ l'élément de serrage, en cas d'existence de gorges sur la queue de l'outil, doit exécuter des mouvements radiaux relativement grands pour venir en contact avec le contour correspondant de la queue. Cela impose non seulement des mouvements relativement grands de la portée oblique, mais aussi un effort relativement grand pour déplacer radialement l'élément de serrage. En cas de manoeuvre manuelle de la portée oblique, cela conduit à une quan- tité de travail nécessaire importante. Un autre inconvénient, lié au défaut précité, est que l'élément de serrage formé d'une bille, en ren- contrant des surfaces obliques de la queue de l'outil, produit sur la queue des composantes de force axiales relativement grandes, ce qui produit nécessairement des forces d'appui axiale relativement grandes entre la queue et la douille réceptrice. Ce défaut résulte des proportions défavorables entre l'élément de serrage et un évidement existant de la queue. Il faut remarquer ici qu'il n'est pas possi- ble, en particulier dans le cas des pièces à main, de supprimer les défauts précités en augmentant la dimen- sion de l'élément de serrage formé d'une bille, car cela entraînerait une augmentation des dimensions géné- rales, ce qui est précisément à éviter dans le cas des pièces a main. L'invention résout, en éliminant les incon- vénients précités, le problème qui était d'améliorer l'efficacité du dispositif de serrage tout en gardant de faibles dimensions. L'invention a pour objet un dispositif de serrage pour la fixation d'outils, en particulier den- taires, constitué d'une douille réceptrice montée avec liberté de rotation dans une piece à main, liée à une commande de rotation et présentant au moins un élément de serrage qui, par appui sur une portée oblique incli- né par rapport à l'axe longitudinal du dispositif de serrage, exerce une pression dirigée radialement vers l'intérieur sur la queue de l'outil introduite dans la douille réceptrice, caractérisé en ce que l'élément de serrage est un élément en forme de bâtonnet qui s'étend sensiblement longitudinalement dans le dispositif de serrage. Un avantage essentiel de l'agencement de l'invention est que l'élément de serrage, en raison de sa forme allongée, vient en contact linéaire avec les queues cylindriques et, dans la plupart des cas, en contact en deux points avec les queues de forme spécia- le des outils à main déjà mentionnés. Non seulement il en résulte une faible pression superficielle aux en- droits de contact, mais on peut aussi obtenir une fixa- tion plus efficace, car la queue est tenue à des points espacés dans la direction de son axe, ce qui en raison d'un rapport de levier plus favorable, donne une fixa- tion plus solide. Cela vaut en particulier dans les cas o plusieurs éléments de serrage, de préférence trois, sont répartis sur la circonférence. Dans un tel cas, en effet, on ne peut pas utiliser la paroi inté- rieure de la douille réceptrice pour supporter la queue lorsque celle-ci est de plus petit diamètre. Par consé- quent, dans un tel cas, la queue, avec l'agencement con- nu est tenue seulement dans la zone d'une ligne annulai- re en des points correspondant au nombre des éléments de serrage. L'agencement de l'invention, lui, permet un serrage en des points espacés dans la direction longi- tudinale de la queue. Un autre avantage de l'agencement de l'inven- tion est que l'élément de serrage, en raison de sa forme allongée (bâtonnet), parcourt dans la plupart des cas, pour venir s'appuyer sur la queue, un chemin (dirigé radialement vers l'intérieur) plus court comparativement à l'agencement connu. Ce chemin est d'autant plus court que l'élément de serrage est plus long. Cet avantage repose sur le fait qu'un élément de serrage en forme de bâtonnet peut ponter au moins en partie des évide- ments existants de la queue. En outre, l'agencement de l'invention procure l'avantage que l'élément de serrage, en raison de sa forme et de la possibilité de pontage d'évidements existants de la queue, produit sur la queue des compo- santes de force axiales plus petites que dans le cas de l'agencement connu. On connaît bien d'après le document DE-A- 905 528 un dispositif de serrage du type considéré qui a des éléments de serrage en forme de bâtonnet qui s'étendent longitudinalement dans la direction de ser- rage, mais cet agencement connu diffère fondamentalement de l'agencement de l'invention, car les surfaces des portées obliques sont parallèles à l'axe longitudinal du dispositif de serrage, alors que dans l'agencement de l'invention, la surface des portées obliques est inclinée par rapport audit axe longitudinal. Il en ré- suite que les éléments de serrage de l'agencement connu ne peuvent fonctionner que dans leur direction axiale. L'élément de serrage de l'agencement de l'invention, lui, peut aussi faire un travail de serrage dans une position angulaire au choix. Le mouvement de serrage de l'élément de ser- rage peut, dans le cadre de l'invention, être produit aussi bien par une portée oblique inclinée dans la di- rection circonférentielle de la douille réceptrice que par une portée oblique mobile axialement. On prévoit de préférence deux portées obli- ques, inclinées en sens contraire, coopérant avec les deux extrémités de l'élément de serrage. Cet agencement permet une adaptation optimale de l'élément de serrage à la forme extérieure de la queue, car l'élément de serrage peut tourner au choix autour de ses deux extrémités et ainsi s'adapter. Une adaptation des extrémités de l'élément de serrage à la forme des portées obliques permet de plus faibles charges aux endroits de contact entre la ou les portées obliques et la ou les surface(s) fron- tale(s) de l'élément de serrage. Une forme avantageuse de l'élément de serrage ou de sa ou ses surface(s) frontale(s) est une forme en cigare. Suivant un montage avantageux de l'élément de serrage, celui-ci passe par une ouverture d'une douille emboîtée. Selon un agencement préféré, l'élément ou les éléments de serrage ne peuvent pas tomber à l'intérieur de la douille réceptrice quand la queue est enlevée, les ouvertures ménagées dans la douille étant plus petites que l'élément de serrage. De préférence la portée oblique située le plus près de la pointe de l'outil est montée mobile axialement, la portée oblique mobile étant poussée par la force d'un ressort vers l'élément de serrage, de sorte qu'il n'y a pas besoin d'une intervention manuelle pour provoquer le serrage. Il y a besoin d'une interven- tion manuelle seulement pour desserrer le dispositif de serrage, ce qui est obtenu par action sur un poussoir qui, dans le cas d'une pièce à main à tête d'angle, est placé, sur le dessus de cette tête et peut être atteint commodément par la main qui tient la pièce à main. L'agencement selon lequel la portée oblique est formée par une surface annulaire sur la douille em- boitée permet une fabrication simple des portées obliques. Dans le cadre de l'invention, il y a plusieurs manières possibles d'entraîner-l'outil fixé pour lui communiquer une rotation dans un seul sens ou une rotation oscillan- te. Selon une forme de réalisation, la douille réceptri- ce est utilisée comme support tournant. Des moyens sont prévus pour permettre la transformation d'un mouvement de rotation dans un seul sens de l'arbre d'entraînement en un mouvement de rota- tion oscillant de l'outil. Cela peut être réalisé de façon simple avec une came excentrique prévue sur l'ar- bre d'entraînement qui s'engage dans une rainure longi- tudinale faite dans la douille réceptrice. Un agencement avantageux comprend un mécanis- me d'entraînement dans lequel la liaison d'entraînement est supprimée automatiquement lorsqu'une surcharge ou une dureté de fonctionnement apparaît sur la partie en- traînée du mécanisme. Cela est possible parce que l'élé- ment menant (came) du mécanisme d'entraînement peut être désolidarisé de l'élément mené contre l'action d'un ressort. L'invention sera mieux comprise à l'aide des dessins, sur lesquels: - la figure 1, montre, en coupe longitudinale, une pièce à main angulaire avec un dispositif de serrage se- lon l'invention dans la tête d'angle, un outil à main étant monté dans celle-ci, -la figure 2 montre.le dispositif de serrage et la tête d'angle de la figure 1, un outil à queue nor- mal étant monté dans ladite tête. - la figure 3 est une représentation séparée de l'outil à main de la figure 1. - la figure 4 est une représentation séparée de l'outil de la figure 2, - la figure 5 montre le dispositif de serra- ge et la tête d'angle des figures 1 et 2 agrandis et sans outil, - la figure 6 est une coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 5, et, - la figure 7 montre agrandi un détail du dispositif de serrage. De la pièce à main angulaire désignée de ma- nière générale par 1 sur la figure 1 sont représentés seulement, pour des raisons de simplification, le man- chon de tête 2 et une partie du manchon de préhension 3. Les parties d'arbre d'entraînement 4, 5 et l'engrenage d'angle 7 situé dans la zone du coude 6 sont représen- tés sommairement. Le dispositif de serrage est intégré à la tête à angle droit 8 du manchon de tête 2 et ce dans une douille réceptrice 9 dans laquelle est fixé un outil à main 11 et qui est montée tournante autour de l'axe 12 de cet outil à main 11 dans un palier lisse prévu dans la tête à angle droit 8 et peut être mue en pivotement de manière oscillante par un mécanisme à manivelle dé- signé de manière générale par 13. Les éléments essentiels du dispositif de serrage, qui est désigné de manière générale par 14, sont la douille réceptrice 9 précitée, une douille emboîtée 15 placée coaxialement dans la précédente, trois éléments de serrage identiques 16 régulièrement répartis sur un cercle et deux portées obliques 17, 18 qui coopèrent de la manière décrite plus loin avec les extrémités 19, 21 des éléments de serrage 16. La douille réceptrice 9 est constituée d'une partie extérieure 23 et d'une partie intérieure qui est formée par la douille emboîtée 15 et est montée mobile axialement dans la partie extérieure 23. Les portées obliques 17, 18 sont formés par des surfaces obliques 25, 26 inclinées en sens contrai- re; la portée oblique 17, la plus éloignée de la pointe 22 de l'outil, est faite sur une surface intérieure (épaulement 20) de la douille réceptrice 9, tandis que la portée oblique 18, la moins éloignée de la pointe-22 de l'outil, est faite sur le côté frontal dirigé vers la por- tée oblique 17 d'une bague 24 qui est montée sur la douille emboîtée 15 et dont la surface oblique 26 est formée par une surface annulaire. Les éléments de serrage 16 sont en forme de bâtonnet, en particulier de cigare, et s'étendent sen- siblement parallèlement à l'axe 12. Leurs extrémités 19, 21 sont un peu arrondies et ainsi adaptées à l'obliqui- té des portées obliques 17, 18. Les éléments de serrage 16 se trouvent dans des ouvertures radiales 29 de la douille emboitée 15 et dans des évidements intérieurs 30 de la douille réceptrice 9 dont les surfaces fron- tales sont formées par les portées obliques 17, 18 sen- siblement coniques. Ils sont ainsi à même de faire saillie dans l'espace 31 destiné à recevoir les queues 27, 28. La largeur des ouvertures 29 est un peu infé- rieure au diamètre d des éléments de serrage 16, qui sont de section circulaire, de sorte que ces derniers ne peuvent pas tomber dans l'espace 31. Le serrage des queues d'outil 27, 28 se fait par déplacement radial uniforme vers l'intérieur des éléments de serrage 16, qui serrent alors entre eux la queue 27 ou 28. Le déplacement des éléments de serrage 16 vers l'intérieur est produit par déplacement de la portée oblique 18 vers la portée oblique 17, ce qui pousse les éléments de serrage 16 vers l'intérieur. - Les éléments de serrage 16 peuvent, dans le cadre de leur liberté de mouvement entre leurs positions extrêmes intérieure et extérieure, pivoter librement dans des plans radiaux, c'est-à-dire prendre différentes inclinaisons par rapport à l'axe 12 (voir double flèche sur la figure 7). Ils sont ainsi à même de s'adapter à différentes formes des queues d'outil 27, 28. Sur la figure 2, on a représenté le montage d'un outil normal 32 ayant une queue cylindrique 28. Du fait qu'ils sont en forme de bâtonnet, les éléments de serrage 16 s'ap- puient suivant une ligne sur la surface de serrage de la queue 28. Sur la figure 1 on a représenté le montage d'un outil à main 11 ayant une queue 27 cintrée pour être plus maniable. On voit clairement que les éléments de serrage 16, en s'appuyant en deux points sur la queue 27, prennent des positions inclinées par rapport à l'axe 12. La portée oblique 18 est alors soumise à l'action d'un ressort de compression 33, dont il sera question plus loin, qui pousse la portée oblique 18 vers la portée oblique 17 et ainsi les éléments de serrage 16 contre la queue 27 (ou 28). Cette force élastique de serrage est suffisante pour serrer la queue ou l'outil au milieu et la ou le faire tourner lors de la rotation de la douille réceptrice 9. Un avantage essentiel de l'agencement de l'invention est qu'il donne un dispositif de serrage élastique 14 à serrage automatique. Il n'y a donc pas besoin d'intervention manuelle pour avancer les élé- ments de serrage dans la direction de serrage. De plus, le dispositif de serrage 14 est à même de serrer de façon centrée des queues de différents diamètres D. L'avantage précédent est totalement indépen- dant du fait que l'agencement de l'invention convient aussi parfaitement pour serrer de façon sûre des outils à queues de forme spéciale comme les outils à main 11, car les éléments de serrage 16 peuvent s'adapter au contour de la surface de serrage. Il en résulte l'avan- tage supplémentaire que la queue 27 est serrée dans des plans E1, E2 perpendiculaires à son axe 12 et distants l'un de l'autre (distance c). Cela donne à l'outil à main 11 une assise stable qui est aussi assurée dans le cas de queues dont le diamètre D est inférieur au dia- mètre D1 de l'espace de montage 31. On voit aussi sur la figure 1 que, du fait que l'élément de serrage 16 est en forme de bâtonnet, l'évidement désigné ponté, de sorte que ments de serrage 16 face de serrage est à la profondeur e de Un autre vention est que les du serrage, poussés le côté opposé à la par 34 de la queue 27 est en partie le chemin que parcourent les élé- pour venir en contact avec la sur- dans la plupart des cas inférieur l'évidement 34. avantage de l'agencement de l'in- éléments de serrage 16 sont, lors obliquement vers l'intérieur vers pointe 22 de l'outil. Ce mouvement est produit par déplacement de la portée oblique 18 proche de la pointe 22 de l'outil vers la portée obli- que 17 éloignée de cette pointe 22. Le mouvement obli- que précité, indiqué sur la figure 7 par la flèche 35, a pour effet de faire rentrer l'outil. Le serrage a par là un autre effet avantageux, car l'assise de l'ou- til en position serrée peut être encore affermie par appui de la queue 27, 28 contre une butée intérieure 36. Sur la figure 7, la distance f entre les positions extrêmes extérieure et intérieure de l'élé- ment de serrage 16 représenté indique qu'on peut ser- rer des outils ayant des queues 27, 28 dont les diffé- rences de diamètre peuvent aller jusqu'à 2 f. La douille emboîtée 15 porte à son extrémité opposée à la pointe 22 de l'outil un poussoir 37 qui peut s'enfoncer dans un évidement 38 de la tête à angle droit 8 dont la forme correspond à son contour exté- rieur, le ressort de compression 33 étant monté entre ce poussoir 37 et la douille réceptrice 9, qui est appuyée contre un épaulement 39 de la tête à angle droit 8. Le ressort de compression 33 s'appuie donc dans la tête à angle droit 8 par l'intermédiaire de la douille réceptrice 9 et pousse le poussoir 37 dans la direction opposée à la pointe 22 de l'outil. Pour in- troduire et serrer l'outil 11 ou 32, on enfonce le poussoir 37, par exemple avec un doigt de la main qui tient la pièce à main 1, ce qui relâche les éléments de serrage 16 et, en introduisant la queue 27 ou 28, les écarte radialement en raison de la conicité de leurs extrémités 19, 21. Quand le poussoir 37 est en- foncé, on peut aussi enlever facilement l'outil 11 ou 32 (voir position de la douille embottée 15 représentée en trait interrompu). Le mécanisme à manivelle 13 comprend une came excentrique 41 qui est entraînée par l'arbre 5 et qui a des flancs 42 inclinés en forme de toit. Cette came est fixée à une douille 43 qui est montée mobile axialement mais sans liberté de rotation sur la partie terminale de l'arbre d'entraînement 5 et qui est pous- sée vers la douille réceptrice 9 par un ressort de com- pression 44. La douille réceptrice 9 présente à sa pé- riphérie une rainure longitudinale 45 qui est adaptée à la forme en V de la came 41 et crée une liaison d'entraînement entre la came 41 et la douille récep- trice 9. Lors d'une rotation toujours dans le même sens de l'arbre d'entraînement 5 et de la came 41, la douille réceptrice 9 suit le mouvement de la came 41, de sorte que le mouvement de rotation de la came 41 est transformé en un mouvement de rotation oscillant de la douille réceptrice 9. En cas de surcharge de l'outil 11 ou 32 ou de dureté de rotation de la douille réceptrice 9, la liaison d'entraînement est automatiquement rompue. Cela est possible grâce à la mobilité longitudinale de la douille 43 qui porte la came 41 et à l'obliquité des flancs 42. Il faut naturellement pour cela choisir de manière appropriée la force produite par le ressort de compression 44. REVENDICATIONS 1. Dispositif de serrage (14) pour la fixa- tion d'outils en particulier dentaires (11), constitué d'une douille réceptrice (9) montée avec liberté de rotation dans une pièce à main (1), liée à une commande de rotation (13) et présentant au moins un élément de serrage (16) qui, par appui sur une portée oblique (17, 18) inclinée par rapport à l'axe longitudinal (12) du dispositif de serrage (14), exerce une pression di- rigée radialement vers l'intérieur sur la queue (27} de l'outil (11) introduite dans la douille réceptrice (9), caractérisé en ce que l'élément de serrage (16) est un élément en forme de bâtonnet qui s'étend sensiblement longitudinalement dans le dispositif de serrage (14). 2. Dispositif de serrage selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la portée oblique (17) ou une surface de limitation opposée associée à cette portée à l'autre extrémité (21) de l'élément de serrage (16) peut être déplacée en direction de l'élément de serrage (16). 3. Dispositif de serrage selon la revendi- cation 2, caractérisé en ce que la surface de limita- tion précitée est également une portée oblique (18) qui est inclinée en sens contraire de la portée oblique (17). 4. Dispositif de serrage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la forme de l'extrémité ou des extrémités (19, 21) de l'élément de serrage (16) est adaptée à la forme de la portée oblique ou des portées obliques (17, 18). 5. Dispositif de serrage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément de serrage (16) est de section circulaire. 6. Dispositif de serrage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'élément de serrage (16) est en forme de cigare. 7. Dispositif de serrage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément de serrage (16) passe par une ouverture (29) d'une douille emboîtée (15). 8. Dispositif de serrage selon la revendi- cation 7, caractérisé en ce que l'ouverture (29) est, à son bord intérieur, plus petite que la section axiale (d) de l'élément de serrage (16). 9. Dispositif de serrage selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que la surface de limitation (portée oblique 18) ou une des portées obliques fait partie de la douille emboîtée (15). 10. Dispositif de serrage selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la surface de limitation ou la portée oblique (18) située le plus près de la pointe (22) de l'outil est montée mobile axialement. 11. Dispositif de serrage selon la revendi- cation 10, pour une pièce à main ayant une tête d'angle, caractérisé en ce qu'à la surface de limitation ou à la portée oblique (18) mobile est adjoint un élément de manoeuvre qui s'étend vers le côté de la tête d'angle (8) opposé à la pointe (22) de l'outil. 12. Dispositif de serrage selon la revendi- cation 11, caractérisé en ce que l'élément de manoeuvre est formé par la douille emboîtée (15). 13. Dispositif de serrage selon l'une des revendications 2 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte un ressort (33) qui pousse la surface de limitation ou la portée oblique (18) mobile vers l'élément de serrage. 14. Dispositif de serrage selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que l'élément de manoeuvre, sur le côté de la tête d'angle (8) opposé à la pointe (22) de l'outil, forme ou porte un poussoir (37). 15. Dispositif de serrage selon les reven- dications 13 et 14, caractérisé en ce que le ressort (33) est monté entre le poussoir (37) et une partie de la tête d'angle (8). 16. Dispositif de serrage selon la revendi- cation 14, caractérisé en ce que le ressort (33) est appuyé sur la douille réceptrice (9). 17. Dispositif-de serrage selon l'une des revendications 11 à 16, caractérisé en ce que la tête d'angle (8) est, sur son côté opposé à la pointe (22) de l'outil, couverte par l'élément de manoeuvre ou le poussoir (37). 18. Dispositif de serrage selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que l'élément de serrage est placé dans un évidement intérieur (30) de la douille réceptrice (9) qui est limité axialement par la surface de limitation et la portée oblique (17, 18) ou les portées obliques. 19. Dispositif de serrage selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que la surface de limitation ou la portée oblique (18) est formée sur la douille emboîtée (15) par une surface annulaire (26). 20. Dispositif de serrage selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que plusieurs éléments de serrage (16), de préférence trois, sont disposés sur un cercle. 21. Dispositif de serrage selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que la douille réceptrice (9) est montée avec liberté de rotation dans la tête d'angle (8). 22. Dispositif de serrage selon la revendi- cation 21, caractérisé en ce que, pour la production d'un mouvement de rotation oscillant de la douille ré- ceptrice (9), il est prévu un mécanisme à manivelle (13). 23. Dispositif de serrage selon la revendi- cation 22, caractérisé en ce que l'arbre d'entraînement (5) du mécanisme à manivelle (13) présente une came excentrique (41) qui s'engage dans une rainure longi- tudinale axiale (45) faite dans la douille réceptrice (9). 24. Dispositif de serrage selon la revendi- cation 23, caractérisé en ce que la came (41) a des flancs (42) inclinés en forme de toit, en ce que la section de la rainure longitudinale (45) a une forme en V correspondante, et en ce que la came.(41) est guidée mobile le long de son arbre d'entraînement (5) dans un guidage et est poussée vers la rainure longi- tudinale (45) par un ressort (44).