Brevet FR2728453A1 — publié le 19960628

L'invention se rapporte à une pièce à main médicale ou dentaire, comportant un outil en rotation et refroidi à l'intérieur, auquel est amené un fluide de refroidissement, habituellement de l'eau, à travers un canal s'étendant radialement dans le corps de l'outil, et à travers un canal s'étendant axialement, et dans laquelle, pour prévenir l'échappement du fluide de refroidissement, on réalise le long de la fente entre le corps d'outil et les composants voisins de la tête de la pièce à main, du moins sur le côté orienté vers la tête de la pièce à main, un coussin d'air ayant une pression supérieure à la pression du liquide de refroidissement dans la région du passage de la tête de la pièce à main vers le corps d'outil. On connaît une telle pièce à main du document DE-A 40 39 162. Dans ce cas, on prévoit deux versions: dans un cas, on établit un coussin d'air seulement entre l'intérieur de la tête et l'amenée de réfrigérant, et on utilise un joint d'étanchéité habituel sur l'autre côté de la conduite d'amenée de réfrigérant. Dans la seconde variante, on utilise un coussin d'air en tant que barrage des deux côtés de l'amenée de réfrigérant. L'essentiel est à voir dans le fait que les canaux de réfrigérant et d'air de barrage sont usinés dans une douille qui entoure avec une fente d'air étroite le corps de l'outil. Ce système présente différents inconvénients: en raison du jeu de montage et de l'élasticité de montage de l'entraînement et de la monture de l'outil, on doit prendre en considération des positions en oblique, des coincements et des vibrations du corps d'outil également dans la région de l'amenée de réfrigérant lors du dimensionnement de la fente d'air entre le corps de l'outil et la surface enveloppe intérieure de la douille. Ceci mène à une largeur de fente critique au-dessous de laquelle on ne doit pas descendre lorsque l'on veut éviter des contacts entre le corps de l'outil et la paroi intérieure de la douille. En effet, on doit strictement éviter de tels contacts, car pour les vitesses de rotation habituelles des outils, ils mèneraient à une destruction rapide des surfaces, à cause de quoi l'outil et/ou la douille seraient inutilisables au bout de peu de temps. Cependant, la largeur de fente critique ainsi donnée mène à un besoin important en air de barrage, que l'on ne peut que difficilement satisfaire pour les faibles dimensions extérieures connues de pièces à main chirurgicales et en particulier dentaires, étant donné que l'on ne peut pas choisir une taille quelconque de la section transversale des conduites d'amenée. Etant donné que l'on doit également maintenir une pression minimum prédéterminée dans la région de l'air de barrage pour remplir la fonction de barrage contre l'évacuation axiale du réfrigérant, le besoin en air est considérable et pour le satisfaire se posent des problèmes, par exemple dans le cas de l'air moteur pour la turbine qui entraîne l'outil. L'invention a pour objet de remédier à ces problèmes et propose pour éviter lesdits problèmes de prévoir dans la région du coussin d'air au moins un composant annulaire constitué en un matériau élastique, qui perd essentiellement tout contact avec le corps de l'outil sous reffet de la pression de l'air de barrage dans le coussin d'air. Grâce à cette mesure, on peut réaliser d'une part dans la région de l'amenée de réfrigérant une fente annulaire très volumineuse pour l'amenée de réfrigérant, et on réduit d'autre part simultanément le problème des pertes d'air et de pression dans la région des coussins d'air ou dans la fente d'air. Le matériau duquel sont constitués les composants annulaires peut être une matière plastique analogue au caoutchouc pour autant qu'elle corres- ponde aux exigences médicales et qu'elle résiste aux nombreuses opéra- tions de nettoyage et de stérilisation. Des exemples pour un tel matériau sont du caoutchouc au fluor (FPM) et du caoutchouc au silicone (MQ). L'invention sera expliquée plus en détail dans les dessins à l'aide de deux exemples de réalisation. Les figures montrent: fig. 1 une pièce à main dentaire conforme à l'invention, partiellement en coupe; et fig. 2 une variante. Dans une pièce à main chirurgicale ou dentaire, dans l'exemple illustré une pièce à main coudée comportant une tête 1, on a mis en place un outil 2 rotatif. L'outil 2 présente un canal axial 3 à travers lequel s'écoule le réfrigérant vers l'emplacement d'opération, et ici à travers des ouvertures (non illustrées) directement jusqu'à la région d'opération. Afin de permettre l'entrée du réfrigérant, on prévoit un canal avec une ouverture radiale 4 dans l'outil 2. Dans la région axiale de l'ouverture radiale 4, on a réalisé dans la tête 1 de la pièce à main un canal annulaire 5 auquel le fluide de refroidissement, habituellement de l'eau, est amené via une conduite d'amenée 6. Depuis une région de collecte W, et à travers une autre conduite de réfrigérant 7 s'écoule également de l'eau de refroidissement, et elle jaillit vers l'extérieur, comme connu, sur la région de l'emplacement d'opération. Afin d'éviter l'évacuation axiale du réfrigérant le long de l'enveloppe 8 de l'outil 2 d'une part vers le bas en direction de l'emplacement d'opération, et d'autre part vers le haut dans la région de la turbine qui met l'outil en rotation, on prévoit la réalisation de coussins d'air des deux côtés du canal annulaire 5. A cet effet, une conduite d'amenée d'air 9 et un répartiteur d'air L ainsi que d'autres conduites d'air 10, 11 amènent de l'air de barrage dans les régions qui se trouvent axialement des deux côtés du canal annulaire 5. On a agencé des anneaux 14, 15 en un matériau élastique dans les évidements 12, 13 dans lesquels débouchent les conduites 10 ou 11. Ces anneaux présentent des lèvres annulaires 16 qui sont respectivement orientées vers la chambre annulaire 5 et en définissant celle-ci dans cette région. Les lèvres annulaires 16 touchent essentiellement sans pression le corps 8 de l'outil 2 sensiblement le long d'une ligne circulaire ou d'une surface enveloppe cylindrique, lorsque l'outil 2 est prêt à fonctionner, mais ne travaille pas (n'est pas en rotation). Les régions 17 des anneaux 14, 15 qui sont détournées du canal annulaire 5 sont constituées par des cames, des nervures ou des barrettes qui présentent une distance franche d'une part par rapport à la surface enveloppe 8 de l'outil, et d'autre part par rapport à la surface enveloppe des cavités 12, 13 associées. Les canaux d'amenée d'air de barrage 10, 1 1 débouchent dans ces régions 17. Ainsi, l'air de barrage qui rentre à la périphérie des cavités 12, 13 dans la région 17 des corps annulaires 14, 15, peut s'écouler vers l'intérieur vers l'enveloppe 8 de l'outil 2, et, après avoir établi une surpression par rapport au réfrigérant dans la chambre annulaire 5, il soulève les lèvres annulaires 16 sensiblement entièrement de l'enveloppe 8 de l'outil 2. Grâce à l'élasticité du matériau duquel sont constitués les corps annulaires 14, 15, les lèvres annulaires 16 peuvent suivre chaque mise en oblique, coincement ou vibration du corps de l'outil. La fente qui s'établit sous l'effet de la surpression de l'air de barrage autour de l'enveloppe 8 de l'outil 2 présente constamment une largeur minimum adaptée à la différence de pression indépendamment de ces mouvements de l'outil. La fig. 2 illustre une réalisation absolument analogue, dans laquelle seules les conduites d'amenée 6, 7 pour le réfrigérant et 10, 11 pour l'air de barrage sont réalisées d'une autre manière. L'invention ne se limite pas aux exemples de réalisation illustrés, mais elle peut également être modifiée de différentes manières. Ainsi, il est possible de renoncer à la réalisation des régions 17 des corps annulaires 14, 15, étant donné que celles-ci ont pour seule tâche de fixer axialement les corps annulaires, ce qui s'effectue par l'intermédiaire des disques de recouvrement qui s'appuient contre les surfaces frontales de la région 17. Lorsque l'on considère comme avantageux pour des raisons de solidité, on peut également fermer la région 17 et la pourvoir d'un perçage, ou de préférence de plusieurs perçages ou passages radiaux, grâce à quoi on obtient une rigidité axiale accrue. Il n'est pas nécessaire que les lèvres annulaires 16 présentent la forme illustrée, mais elles peuvent être pourvues, vers la surface enveloppe 8 du corps de l'outil, de barrettes, d'anneaux ou de renfoncements qui se trouvent dans des plans perpendiculaires à l'axe de rotation, pour réaliser des lèvres d'étanchement. Dans ce cas, on peut également prévoir qu'à l'état de fonctionnement, seules ces lèvres d'étanchement effectuent des mouvements macroscopiques, car elles sont en effet les seules à être capables de venir en contact avec l'enveloppe de l'outil. Lors du dimensionnement de telles lèvres d'étanchement, on doit prendre en considération la mobilité de l'outil. En ce qui concerne à cette mobilité, on notera qu'elle est déterminée par le jeu de montage inévitable et par l'élasticité de montage également inévitable, et ceci également lorsque l'on utilise des montages à haute précision, comme ceci est habituel dans la technique médicale. De tels dispositifs de montage sont dessinés dans les deux figures pour des raisons d'illustration, mais l'homme de métier les connait et on peut donc renoncer à une explication plus détaillée. La fixation axiale des anneaux 14, 15 s'effectue de préférence par l'intermédiaire de butées 19 dans la tête 1 de l'outil du côté du canal annulaire 5 et d'anneaux de retenue 20 sur les côtés en vis-à-vis, en vue axiale. Dans ce cas, on peut également prévoir de pourvoir les anneaux de retenue de saillies analogues aux saillies des régions 17, et de réaliser les anneaux sans de tels éléments. Ces éléments ont la seule tâche de fixer axialement, en assurant simultanément le passage radial de l'air de barrage. Grâce aux faibles besoins en air conformément à l'invention, il est possible de prélever l'air de barrage depuis l'air moteur. Revendications 1. Pièce à main médicale ou dentaire, comportant un outil (2) en rotation et refroidi à l'intérieur, auquel est amené un fluide de refroidissement, habituellement de l'eau, à travers un canal (3) s'étendant radialement dans le corps de l'outil, et à travers un canal (4) s'étendant axialement, et dans laquelle on réalise, pour prévenir l'échappement du fluide de refroidissement, le long de la fente entre le corps d'outil et les composants voisins de la tête de la pièce à main, du moins sur le côté orienté vers la tête de la pièce à main, un coussin d'air ayant une pression supérieure à la pression du liquide de refroidissement dans la région du passage de la tête de la pièce à main vers le corps d'outil, caractérisée en ce que dans la région du coussin d'air est prévu au moins un composant annulaire (14, 15) constitué en un matériau élastique, qui perd sous l'effet de la pression de l'air de barrage dans le coussin d'air sensiblement tout contact avec le corps de l'outil (2). 2. Pièce à main selon la revendication 1, comportant deux composants annulaires (14, 15), caractérisée en ce que ces composants sont agencés à distance axiale l'un de l'autre et définissent entre eux une fente annulaire (5) dans laquelle s'écoule le réfrigérant depuis une conduite d'amenée (6) dans la tête (1) de l'outil sensiblement radialement vers l'intérieur jusqu'à l'outil (2). 3. Pièce à main selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que chaque composant annulaire (14, 15) présente des régions (17) qui sont agencées sur le côté détourné de l'amenée de réfrigérant et qui sont constituées par des cames, des nervures ou des barrettes qui présentent radialement vers l'intérieur et vers l'extérieur une distance franche d'une part par rapport à la surface enveloppe (8) de routil (2), et d'autre part par rapport à la surface enveloppe des cavités (12, 13) associées de la tête (1) de l'outil. 4. Pièce à main selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le composant annulaire (14, 15) présente, sur le côté orienté vers l'amenée de réfrigérant, une lèvre annulaire (16) qui touche essentiellement sans pression le corps (2) de l'outil sensiblement le long d'une ligne circulaire ou d'une surface enveloppe cylindrique, lorsque la pièce à main est prête à fonctionner mais à l'état de repos et sans pression. 5. Pièce à main selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque composant annulaire (14, 15) est fixé du côté du canal annulaire (5) par des butées (19) dans la tête (1) de l'outil et sur les côtés en vis-à-vis, en vue axiale, par des anneaux de retenue (20). 6. Pièce à mais selon la revendication 5, caractérisée en ce que les anneaux de retenue (20) sont pourvus de saillies analogues aux saillies des régions (17), et en ce que les composants annulaires (14, 15) présentent des surfaces frontales sensiblement planes. 7. Pièce à main selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'air de barrage est prélevé de l'air moteur.