Brevet FR2697874A1 — publié le 19940513

La présente invention a pour objet un dispositif de liaison d'un élément longiligne et d'un support de cet élément, qui peut également être longiligne. On sait que d'une manière générale en mécanique on cherche, dans de nombreux domaines (automobile, aéronautique, médical), à réduire l'encombrement d'un assemblage de ce type tout en augmentant sa résistance mécanique . Par exemple dans le domaine des prothèses médicales, l'assemblage de deux pièces l'une à l'autre se fait généralement au moyen de vis, dont les têtes font saillie et accroissent donc l'encombrement de la prothèse, ce qui entraîne des inconvénients notables pour le patient. On connaît également les assemblages par queue d'aronde, mais ceux-ci ne peuvent supporter une précharge d'assemblage élevée, et ne résistent pas à des efforts d'arrachement importants. L'invention a donc pour but de proposer un dispositif de liaison d'un élément longiligne et d'un support de cet élément qui supporte une précharge d'assemblage très élevée, et qui ne subisse aucune déformation ni rupture de la liaison si on augmente exagérément la précharge. Conformément à l'invention, le dispositif de liaison comprend un tiroir profilé pour pouvoir être introduit dans le support de manière coulissante, coaxialement à l'élément longiligne et en contact intime avec celui-ci, et ce tiroir comporte deux lèvres latérales adaptées pour pouvoir coopérer avec des rampes de blocage du tiroir ménagées dans le support, les lèvres et les rampes associées étant inclinées sur l'axe de l'élément longiligne et réalisant ainsi un autoblocage de chaque lèvre du tiroir dans la rampe associée du support. Suivant un mode de réalisation de l'invention, les lèvres latérales du tiroir sont recourbées dans la direction transversale et logées dans des cannelures complémentaires du support formant lesdites rampes inclinées. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les lèvres latérales du tiroir présentent une section transversale de contour rectiligne et sont logées dans des gorges complémentaires du support formant lesdites rampes inclinées. Dans une application particulière, l'invention vise un dispositif d'ostéosynthèse rachidienne dans lequel l'élément longiligne est une tige lisse ou à aspérités superficielles, s'étendant sur un segment vertébral à redresser, tandis que son support est une vis ou un crochet comportant un corps en U, dans lequel peut venir se glisser un tiroir coulissant de verrouillage de la tige sur son élément d'ancrage constitué par la vis ou le crochet. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustrent plusieurs formes de réalisation à titre d'exemples non limitatifs. La figure 1 est une vue en perspective avec arrachements d'une première forme de réalisation du dispositif de liaison selon l'invention. La figure 2 est une vue en perspective et coupe partielle d'une seconde forme de réalisation du dispositif selon l'invention. La figure 3 est une vue mi-coupe longitudinale miélévation suivant 3/3 de la Fig.2. La figure 4 est une vue en élévation en bout d'une troisième forme de réalisation du dispositif de liaison suivant l'invention. La figure 5 est une vue en perspective éclatée d'une quatrième forme de réalisation de l'invention, appliquée à l'assemblage d'une vis pédiculaire et d'une tige à aspérités de surface d'un dispositif d'ostéosynthèse rachidienne. La figure 6 est une vue en perspective avec arrachement de l'assemblage de la tige et de la vis de la Fig.5 au moyen d'un tiroir coulissant selon l'invention. La figure 7 est une vue en élévation latérale du tiroir coulissant des Fig.5 et 6. Le dispositif représenté à la Fig.1 permet d'assurer la liaison d'un élément longiligne 1 tel qu'une tige, et d'un support 2 de cet élément, l'assemblage de ces deux pièces étant réalisé en croix. Ce dispositif comprend un tiroir 3 profilé pour pouvoir être introduit dans le support 2 de manière coulissante, coaxialement à l'élément longiligne 1 et en contact intime avec celui-ci. A cet effet dans le support 2 est ménagé un logement 4 dans le fond duquel l'élément longiligne 1 peut prendre appui, en traversant le support 2, et qui est également profilé pour pouvoir loger le tiroir 3. Ce dernier est dimensionné de façon que ses faces affleurent les faces 2a, 2b du support 2 lorsqu'il est complètement entré dans son logement 4, en appui de verrouillage de l'élément 1 par rapport au support 2. Le tiroir 3 comporte deux lèvres latérales 5 pouvant s'emboîter par translation dans des dégagements complémentaires 10, 11 du support 2. Chaque dégagement 10, 11 comporte une rampe 6 (l'une 6 de ces rampes est représentée à la Fig.3, laquelle est valable également pour l'assemblage de la Fig.1). Les parois supérieure et inférieure des dégagements 10, 11, leurs rampes 6 et les lèvres 5 sont inclinées d'un même angle a sur l'axe XX de l'élément longiligne 1. En pratique l'angle a est faible, de l'ordre de 2 à 6 degrés environ, et a donc été largement exagéré sur la Fig.3 pour faciliter la description. Les deux lèvres latérales 5 sont recourbées transversalement en direction de la face supérieure 2a du support 2 et ont un contour curviligne, de même que le reste des parois latérales du tiroir 3 dont elles font saillie. Ainsi chaque lèvre 5 est formée d'une première partie 7 étranglée dans un rétrécissement délimité par deux bossages 8 arrondis en vis-à-vis, saillant latéralement dans le logement 4, et d'une seconde partie 9 épanouie et arrondie, orientée vers la face 2a. Les deux parties 7, 9 sont reçues dans leur cannelure respective 10, 11 de section conjuguée, formée dans le support 2, les parties épanouies 9 venant se loger dans les rampes latérales conjuguées 6. La section du tiroir 3 raccordant les lèvres 5 du côté de la tige 1 présente bien entendu un profil 12 complémentaire de celui de la tige 1 afin d'épouser celui-ci. La réalisation de l'assemblage est très simple on introduit la tige 1 dans le fond complémentaire du logement 4, puis on fait glisser le tiroir 3 sur la surface de la tige 1 pour l'introduire par coulissement dans la partie correspondante du logement 4. L'introduction des lèvres 5 dans les rampes inclinées 6 a évidemment lieu par ltextrémité basse de celle-ci, suivant la flèche F (Fig.2). Le tiroir 3 est alors poussé en translation par un outil approprié afin que les lèvres 5 glissent dans les dégagements 10, 11 et les rampes 6, jusqu'à venir en position de blocage complet du tiroir 3 en fin de course. Dans cette dernière position les trois faces du tiroir 3 affleurent les deux faces latérales 2b et la face inter calaire 2a du support 2. La réalisation des Fig.2 et 3 diffère de la précédente par le fait que les faces latérales du tiroir 13 présentent chacune un bossage arrondi 14 qui s'enfonce dans un dégagement complémentaire 15 du support 16, et que l'élément longiligne est une tige cylindrique 17. Corrélativement le fond 18 du logement de réception de la tige 17 est semi-sphérique, et dans le tiroir 13 est formé un évidement semi-cylindrique complémentaire 19. Les lèvres 21, profilées de manière similaire aux lèvres 5, comportant les parties épanouies terminales 30, s'étendent toutefois plus bas par rapport à la tige 17, leur première partie rétrécie 22 se raccordant par un arrondi aux bossages contigus 14. Le dispositif d'assemblage qui vient d'être décrit présente les avantages suivants. - Après assemblage, l'épaisseur de l'ensemble est pratiquement la même que celle du support 2 ou 16, du fait que la face supérieure du tiroir 3 ou 13 affleure sensiblement la face supérieure du support 2, 16. Il en est de même en ce qui concerne les faces latérales du tiroir 3, 13 et du support 2, 16, de sorte que l'encombrement de cet assemblage est sensiblement inférieur à celui d'un assemblage vissé. - Contrairement à l'assemblage vissé de deux corps profilés en croix, ou à l'assemblage par queue d'aronde, le dispositif d'assemblage selon l'invention peut supporter, comme déjà indiqué, une précharge d'assemblage particulièrement élevée sans se disloquer ou même sans se déformer. De plus une fois mis en charge, ce dispositif ne craint pas l'effet de sollicitations extérieures. En effet l'imbrication des lèvres 5 ou 21 dans les cannelures profilées complémentaires du support 2, 16 et le profil arrondi et recourbé de ces lèvres, sont tels que des efforts d'arrachement transversaux à la direction dans laquelle s'étendent les lèvres 5, 21, même très élevés, ne peuvent entraîner une déformation de la liaison (sous réserve évidemment que les matériaux constitutifs des deux corps assemblés 1, 2 ou 17, 16 et du tiroir 3, 13 soient suffisamment résistants). - Dans la réalisation des Fig.2 et 3, les bossages 14 et leurs logements 15 s'opposent à toute extraction du tiroir par des efforts transversaux, cet effet technique s'ajoutant à celui déjà assuré par les lèvres 21. - La possibilité de pouvoir précharger avec des valeurs élevées en fait un système d'assemblage fiable, ne nécessitant pas de précautions particulières d'une part. On obtient ainsi une liaison très résistante ou stable vis-àvis des sollicitations extérieures de l'élément longiligne 1 sur le support 2, 16, du type glissement axial ou de rotation de la tige 1 ou 17 dans le support 2, 16. Les effets techniques ci-dessus sont symbolisés par les flèches Fl, F2, F3, F4 : les flèches F1 représentent la pression de précharge de la tige 17 sur le tiroir 13; la flèche F2 symbolise l'effort subi par les lèvres 21, tendant à les faire sortir de leurs logements sous la pression F1 de la précharge, les bossages 8 du support 13 de part et d'autre des rétrécissements 22 s'opposant à cette sortie; les flèches F3 représentent des efforts de cintrage du support 16 qui tendent à faire sortir les lèvres 21 de leurs logements 10, 11 (flèche F4). Les bossages 8 (qui forment des lèvres complémentaires des lèvres 21), s'opposent à ce mouvement de sortie des lèvres 21. Dans la variante de réalisation illustrée à la Fig.4, les lèvres latérales 23 du tiroir 20 présentent une section transversale de contour rectiligne, et plus précisément en queue d'aronde dans cet exemple. Les lèvres 23 sont logées dans des gorges complémentaires 24 du support 25, qui présentent ainsi que les lèvres 23, une inclinaison appropriée telle que celle de la rampe 6 visible à la Fig.3. Par ailleurs, pour pouvoir loger la tige cylindrique 17, le tiroir 22 présente un évidement axial cylindrique 26, et un évidement 27 de profil complémentaire est ménagé dans le fond du logement du tiroir 20 dans le support 25. Dans le dispositif représenté aux Fig.5 à 7, l'invention est appliquée à la liaison entre une tige 28 d'ostéosynthèse rachidienne, lisse ou à aspérités de surface du type Cotrel, et un organe d'ancrage 29 formant le support de la tige 28. L'organe 29 est, dans l'exemple représenté, une vis pédiculaire comportant une partie filetée 31 et une tête en U 32 délimitant un canal 33 entre ses deux branches 34. L'assemblage de la vis 29 et de la tige 28 est réalisé au moyen d'un tiroir 35 ayant une section sensiblement en U, dont les pattes latérales 36, parallèles, sont flexibles de façon à former un "clip" ou pince élastique et se terminent par des lèvres 37, arrondies et recourbées l'une vers l'autre, qui comportent chacune une partie terminale épanouie 39 de section sensiblement circulaire.Les deux lèvres 37 sont inclinées d'un angle a (Fig.7) sur l'axe de la tige 28. Entre les branches 34 de la tête 32 est ménagé un siège 41 de section semi-circulaire d'appui de la tige cylindrique 28. Le siège 41 est séparé des branches 34 par des évidements 42 prolongés par des cannelures 43, dont la section est conjuguée de celle des lèvres 37 afin de pouvoir recevoir celles-ci. Les cannelures 43, 44 forment des rampes ayant, comme les lèvres 37, une inclinaison a (Fig.7) sur l'axe de la tige 28 lorsque celle-ci est en appui sur le siège 41. Pour réaliser la liaison entre la vis 29 (qui en variante peut être remplacée par un crochet pédiculaire ayant un corps en U 32) et la tige 28, on place celle-ci en appui sur son siège 41, puis on fait glisser la pince 35 sur la tige 28 jusqu'à ce que ses pattes 36 s'engagent sur les rampes inclinées 43 en s'écartant élastiquement de part et d'autre du siège 41. On fait donc coulisser la pince 35 jusqu'à ce que, en fin de course, ses lèvres 37 viennent se bloquer sur les rampes respectives 43 qu'elles remplissent complètement. L'assemblage obtenu est illustré à la Fig.6. On voit que l'épaisseur de la liaison est à peine augmentée par rapport à la hauteur des branches 32, par la partie centrale incurvée 45 de raccord des pattes 36, formant pont sur la surface de la tige 28.. Le tiroir 35 est avantageusement réalisé en un matériau mou, non écroui, qui épouse les aspérités de la tige 28 (constituées par exemple par des pointes de diamant) réalisant ainsi un blocage pratiquement irréversible. Les lèvres du tiroir 35 peuvent être identiques, comme représenté, ou éventuellement différentes. REVENDICATIONS 1. Dispositif de liaison d'un élément longiligne (1; 17; 28) et d'un support (2; 16; 25; 29) de cet élément; caractérisé en ce qu il comprend un tiroir (3; 13; 20; 35) profilé pour pouvoir être introduit dans le support de manière coulissante, coaxialement à l'élément longiligne et en contact intime avec celui-ci, et ce tiroir comporte deux lèvres latérales (5; 21; 23; 37; 38) adaptées pour pouvoir coopérer avec des rampes (10; 6; 24; 43; 44) de blocage du tiroir, ménagées dans le support, les lèvres et les rampes associées étant inclinées sur l'axe (XX) de l'élément longiligne et réalisant ainsi un autoblocage de chaque lèvre du tiroir dans la rampe associée du support. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les lèvres latérales (5; 21; 37; 38) du tiroir (3; 13; 35) sont recourbées dans la direction transversale et logées dans des cannelures complémentaires (10; 11; 43; 44) du support formant lesdites rampes inclinées. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les lèvres latérales (23) du tiroir (20) présentent une section transversale en queue d'aronde et sont logées dans des gorges complémentaires (24) du support formant lesdites rampes inclinées. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les rampes (10; 11; 43; 44) et les lèvres (5; 21...) ont une inclinaison de 2 à 6 degrés environ. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel l'élément longiligne est une tige cylindrique (17; 28), caractérisé en ce que dans la face du tiroir (13; 20; 35) tournée vers cette tige, est ménagé un logement axial (12; 19; 26) semi-cylindrique de la tige, de rayon égal à celui de cette dernière. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1, 2 et 4 à 6, caractérisé en ce que les surfaces latérales du tiroir (3; 13; 35), incluant les lèvres (5; 21; 37; 78) sont curvilignes. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque lèvre (5; 21) du tiroir (3; 13) est formée d'une première partie étranglée (7; 22) dans un rétrécissement délimité par deux bossages (8) arrondis et en vis-à-vis agencés dans le tiroir, et d'une seconde partie (9; 30) épanouie et arrondie, ces deux parties étant reçues dans une cannelure (10, 11) de section conjuguée formée dans le support (2; 13). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque première partie des lèvres (21) est raccordée à la surface extérieure du tiroir (13) par un bossage latéral arrondi (14) qui s'enfonce dans un dégagement complémentaire (15) du support (16), cet emboîtement s'opposant à toute extraction transversale du tiroir. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'élément longiligne est une tige cylindrique (28) d'ostéosynthèse rachidienne, le support est une vis (29) ou un crochet comportant une tête (32) en U entre les branches (34) de laquelle est ménagé un siège (41) semi-cylindrique d'appui de la tige, séparé des branches du U par des évidements (42) prolongés par des cannelures (43, 44), et ce dispositif comprend un tiroir (35) formé par une pince à deux pattes élastiques (36), dont les extrémités constituent des lèvres profilées arrondies (37; 38) complémentaires desdits évidements et cannelures, et pouvant venir se loger dans ceux-ci par coulissement sur la tige et autour dudit siège, les cannelures et les lèvres étant inclinées sur l'axe de la tige afin de réaliser un blocage de la tige et de la pince en fin de coulissement de cette dernière.