Brevet FR2697746A1 — publié le 19940513

La présente invention concerne un instrument dentaire et plus particulièrement un porte-outils ou pièce à main dentaire muni d'une turbine à air comprimé. Dans les instruments de ce type, l'air est introduit dans la turbine par une buse de faible section droite et agit de la même manière que dans une turbine de Pelton du fait de son énergie cinétique L'air sortant est évacué en un point qui, vue dans le sens de rotation de la turbine, est situé juste devant la buse d'insufflation. On connaît également un autre type de turbine dans lequel il est prévu sur un côté de la turbine, en direction axiale, une chambre à pression depuis laquelle l'air est projeté sur la turbine en direction oblique par plusieurs orifices situés sur la périphérie Sur le côté opposé, en direction axiale, de la turbine il est prévu une chambre collectrice, dépourvue d'éléments incorporés, depuis laquelle l'air sortant est évacué. Les inconvénients de ce mode de construction sont la grande longueur axiale, la difficulté d'étanchéifier la chambre d'admission et éventuellement la chambre collectrice par rapport à l'arbre de la turbine, la distance axiale entre les embouchures des conduites d'air et en particulier l'étanchéification entre la chambre à pression et le palier de turbine voisin. Une autre construction encore est connue par le document DE-A 1 094 921 Dans celle-ci un courant d'air est amené d'une manière qui n'est pas expliquée plus précisément à une roue motrice de turbine qui tourne dans une chambre cylindrique et qui est portée axialement par des roulements à billes aux deux extrémités L'air sortant est évacué axialement en traversant les roulements à billes pour être réintroduit par deux canaux collecteurs obliques dans le plan médian et dans un canal d'air sortant. Ce document indique la possibilité de loger la roue motrice de manière excentrée dans le boîtier mais sans indiquer le but de cet agencement et les effets qu'il permet d'obtenir On peut noter avec intérêt que cette excentricité entraîne la formation, entre la roue motrice et le boîtier, d'un interstice annulaire dont la largeur augmente d'abord puis diminue, ce qui provoque des refoulement axiaux indésirables entre le domaine des roulements à billes et le domaine de l'interstice. Par les documents AT-A 371 329 et DD-A 142 940 on connaît des moteurs à piston rotatif à palettes pour porte-outils dentaires qui, cependant, n'ont pas bénéficié d'une large diffusion du fait du frottement interne et de l'usure qui en résulte. Par le document SU-A 1 149 921 on connaît un dispositif d'entraî- nement qui fait intervenir comme rotor un triangle de Reuleaux qui tourne sans jeu dans un boîtier carré et dont l'axe se déplace de manière continue L'air est amené à cette turbine par quatre buses depuis un canal de section droite constante. La douleur ressentie par les patients au cours du traitement avec un tel instrument interdit toute utilisation de celui-ci malgré les meilleures performances de perçage qui sont indiquées. Les instruments dentaires évoqués ci-dessus sont connus depuis de nombreuses années et se sont largement imposés du fait de leurs avantages Ces avantages sont l'agrément ressenti par les patients du fait d'une vitesse de rotation extrêmement élevée de ce type de turbine, la grande puissance de travail qui est ainsi rendue possible, la petite taille, etc. Cependant, ces instruments présentent également des inconvénients qui ont les mêmes causes que les avantages et qui sont donc inhérents à ces systèmes En effet, la grande vitesse de rotation entraîne un niveau de bruit élevé qui est désagréable du fait de sa hauteur de son, un bruit qui comporte des composantes ultrasoniques importantes qui, bien qu'elles ne soient pas audibles, sont nocives pour l'utilisateur qui travaille régulièrement et pendant de longues durées avec de tels instruments et qui sont en partie préjudiciables pour la capacité auditive, des vibrations à haute fréquence de faible amplitude qui sont désagréables et qui sont nocives pour la santé de l'utilisateur. L'invention a pour but d'éviter ces inconvénients sans perdre les avantages des instruments évoqués précédemment et repose sur la constatation selon laquelle une grande partie des problèmes évoqués cidessus est déterminée par le fait que le courant d'air moteur traverse par saccades ou par à-coups les différentes aubes de turbine. Selon l'invention, les problèmes évoqués ci-dessus sont sensiblement réduits ou totalement évités par le fait que l'air moteur est amené à la couronne d'aubes de la turbine en plusieurs endroits ou de manière continue sur un domaine périphérique important, de préférence sur presque toute la périphérique. Ces mesures permettent d'éviter l'entrée périodique d'une aube de turbine dans le courant d'air et de réduire sensiblement les à-coups correspondants lorsqu'il est prévu plusieurs ouvertures d'entrée d'air, ce qui se traduit également par une réduction notable des vibrations dans le domaine audible et ultrasonique, et par le fait que le couple de la turbine est plus régulier ce qui améliore la carac- téristique de marche de la turbine sans influer de manière défavorable sur la vitesse de rotation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, et dans lesquels: la figure 1 représente en coupe suivant la ligne I-I de la figure 2 la tête d'un instrument dentaire muni d'une turbine agencée selon l'invention, la figure 2 représente une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1, et la figure 3 représente une coupe analogue à la figure 2 d'une autre forme de réalisation. La figure 1 représente la partie antérieure d'un instrument dentaire muni d'une turbine 1 La turbine 1, qui consiste en un tourillon d'arbre et en une couronne d'aubes mobiles, est logée dans des roulements à billes 2, 3 et est entraînée par un courant d'air Sur la figure 1, seul le canal destiné au retour de l'air utilisé est représenté en pointillé (courant d'air R). Les éléments non représentés sur la figure 1, qui ne sont pas liés directement à la turbine, tels que le bouton-poussoir qui actionne une pince de serrage à l'intérieur de l'arbre de la turbine pour le changement l'outil et les buses de sortie pour l'eau ou l'air de refroidissement qui sont dirigées transversalement à l'outil, sont sans importance pour la présente invention et ne font donc pas l'objet d'une description plus précise. Le canal 4 prévu dans l'interstice entre la turbine 1 et le boîtier de la turbine formé par la tête d'instrument 5 est une partie essentielle selon l'invention. Comme le montre mieux la figure 2, ce canal 4 est situé dans le domaine du plan de coupe Il-II et forme un prolongement du canal d'air moteur 6 dans lequel la flèche M représente le courant d'air moteur La hauteur axiale du canal 4 est nettement inférieure à la hauteur axiale de la turbine et est sensiblement identique à la hauteur du canal d'air moteur 6 La section droite (radiale) du canal annulaire 4, qui, dans la coupe de la figure 1, est sous forme d'un évidement en forme de poche, va en se rétrécissant progressivement dans le sens du courant d'air moteur de sorte que l'air moteur est poussé continuellement dans le domaine de rotation des aubes de turbine 7. Cette caractéristique permet d'éviter totalement la sollicitation par saccades périodiques des aubes de turbine 7 qui se produisait dans les dispositifs selon l'état de la technique dans lesquels le canal d'air moteur 6 débouchait par une ouverture unique dans le domaine de la turbine De ce fait, la sollicitation se produit sans provoquer ni stimuler des vibrations. De préférence, le canal annulaire 4 s'étend sur au moins 180 de la périphérie de la turbine. L'extrémité du canal annulaire est située avant le début d'un canal d'évacuation 8 par lequel l'air utilisé (flèche R) parvient dans le canal de refou- lement 9 Cette distance angulaire entre le canal annulaire 4 et le canal d'évacua- tion 8 permet de garantir une utilisation totale de l'énergie cinétique contenue dans l'air moteur. La figure 3 est une coupe analogue à la figure 2 d'une variante d'un instrument dentaire selon l'invention Dans cette variante, il est prévu entre le canal annulaire 4 et la turbine une paroi annulaire 12 dont la surface interne s'étend sensiblement dans le domaine dans lequel s'étend la surface interne de la chambre de turbine dans les turbines selon l'état de la technique. Entre le canal annulaire 4 et la chambre de turbine il est prévu des communications sous forme de plusieurs ouvertures 10 qui sont séparées par une distance (angle périphérique) ou écartement t qui doit être nettement différent de l'écartement T des aubes de la turbine et qui est éventuellement variable Ainsi, les à-coups ou saccades qui surviennent lorsque les aubes de la turbine pénètrent dans les différents courants d'air sont nettement réduits et décalés temporellement ce qui permet d'éviter qu'ils ne s'ajoutent en phase. La forme de réalisation selon la figure 2 est destinée à un débit d'air plus important pour une vitesse de rotation légèrement inférieure et un couple plus élevé que la forme de réalisation selon la figure 3. REVENDICATIONS 1 Instrument dentaire muni d'une turbine à air comprimé ( 1) comportant un canal d'amenée d'air moteur ( 6) et un canal d'air sortant ( 9), carac- térisé en ce que le canal d'amenée d'air moteur ( 6) débouche dans un canal annulaire ( 4) situé sensiblement dans le plan médian de la turbine et entourant la turbine, dont la section droite va en se rétrécissant dans le sens de rotation de la turbine ( 1). 2 Instrument selon la revendication 1, caractérisé en ce que le canal annulaire ( 4) est ouvert en direction de la turbine ( 1). 3 Instrument selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu entre le canal annulaire ( 4) et la turbine ( 1) une paroi annulaire ( 12) qui comporte plusieurs ouvertures ( 10) dont la distance (t), mesurée sous forme d'angle périphérique, entre les ouvertures voisines est différente de l'écartement (T) des aubes de la turbine. 4 Instrument selon la revendication 3, caractérisé en ce que les distances (t), mesurées sous forme d'angle périphérique, entre les ouvertures voisines ( 10) de la paroi annulaire ( 12) sont différentes les unes des autres. Instrument selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la hauteur axiale du canal annulaire ( 4) est inférieure à la hauteur axiale de la turbine ( 1). 6 Instrument selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la hauteur axiale du canal annulaire ( 4) correspond sensi- blement à la hauteur du canal d'air moteur ( 6). 7 Instrument selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le canal annulaire ( 4) s'étend sur au moins 180 de la périphérie de la turbine.