Brevet FR2739151A1 — publié le 19970328

DisDositif de solidarisation d'une Dièce sur un support La présente invention concerne un dispositif de solidarisation d'une pièce sur un support à l'aide d'au moins un organe de fixation ancré dans le support. I1 est connu de fixer une pièce en acier sur un support également en acier à l'aide de vis comprenant une tige filetée, cette dernière passant à travers la pièce pour se visser dans un taraudage usiné dans le support tandis que la tête vient au contact de la pièce. Le vissage de la vis dans le support se traduit par un effort de compression entre la pièce et le support qui est supposé générer des forces de frottement à l'interface pièce/support qui doivent éviter tout mouvement relatif de la pièce par rapport au support. Un premier problème se pose dans le cas où la matière du support s'altère à l'interface avec la pièce car les forces de frottement diminuent jusqu'à devenir nulles, ce qui rend la pièce mobile sous l'action d'efforts exercés sur cette dernière et peut provoquer l'apparition d'un jeu de la vis dans le support puis à la longue son arrachement. Pour certaines utilisations, le problème s'avère crucial, notamment dans le cas de la chirurgie où des implants doivent être fixés sur des os. En cas de fracture, par exemple, il est nécessaire, pour obtenir un montage stable, de supprimer tout mouvement relatif des fragments ainsi que celui de ces fragments par rapport à l'implant. Un dispositif pour pallier ce problème a été décrit dans le brevet EP-A-0.345.133. Ce dispositif de solidarisation d'une pièce et d'un support à l'aide d'une vis est caractérisé par le fait que la pièce comporte un lamage dont le diamètre est supérieur à celui de l'organe de fixation de façon à définir d'une part un fond constituant une surface d'appui pour ladite tête et, d'autre part, un espace de réception d'un organe supplémentaire de blocage qui est reçu et fixé dans ce lamage. Ce dispositif de solidarisation nécessite donc au moins quatre éléments : un support, une pièce fixée sur ledit support, un organe de fixation tel qu'une vis et un organe de blocage. Un tel dispositif présente un certain nombre d'inconvénients. Tout d'abord, il est onéreux en raison du nombre de pièces constitutives et des filetages complexes devant être réalisés. En outre, le chirurgien est confronté à certaines difficultés lors du montage ou de l'enlèvement dudit organe de fixation supplémentaire en raison de la précision nécessaire pour introduire l'outil dans l'organe de fixation supplémentaire et l'entraîner en rotation. En outre, la pièce utilisée est nécessairement d'une épaisseur importante pour permettre le logement de l'organe de blocage. La présente invention a donc pour but de proposer un dispositif de solidarisation d'une pièce et d'un support à l'aide d'au moins un organe de fixation qui reste stable lorsque la matière du support est susceptible de se dégrader à l'interface pièce/support et qui offre une meilleure résistance à l'arrachement. Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif simple, peu coûteux, facile à mettre en place et à démonter. Un troisième but de l'invention est de proposer un dispositif qui est tel que la solidarisation de la pièce et du support ne dépend pas d'une force de compression qui les appliquerait l'un contre l'autre. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de solidarisation d'une pièce sur un support à l'aide d'au moins un organe de fixation affectant la forme d'une tige filetée à pas constant, cette pièce comprenant un alésage taraudé traversé par ladite tige qui vient se visser dans la matière du support, caractérisé en ce que l'âme de la tige filetée est conformée pour exercer dans l'alésage taraudé de la pièce un effort radial de compression qui croît au cours du vissage de manière à immobiliser en rotation la tige dans la pièce et assurer son coincement dans ladite pièce. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, la tige filetée présente, sur une longueur égale à au moins un pas, une âme de rayon croissant en direction de l'extrémité de vissage de la tige, cette portion de tige coopérant avec l'alésage taraudé de la pièce de rayon également croissant en direction de la face externe de la pièce opposée à la face en regard du support pour obtenir, au cours de l'engagement de la tige par vissage dans l'alésage de la pièce, une immobilisation en rotation de la tige dans la pièce. Généralement, le rayon de l'âme de la tige croît de telle sorte que la droite, passant par deux points choisis à la surface de ladite âme de manière telle que leur projection orthogonale sur l'axe longitudinal de la tige délimite un segment de droite de longueur égale au pas de vis, forme avec l'axe longitudinal de la vis un angle a compris entre 3 et 15 degrés. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 représente une vue de face partiellement en coupe du dispositif en position non assemblée la figure 2 représente le dispositif de la figure 1 en position assemblée et la figure 3 représente une vue partielle de l'extrémité de vissage de la tige. Le dispositif, objet de l'invention, est constitué d'une pièce 1 apte à être solidarisée sur un support S au moyen d'un organe de fixation 2. Ce dispositif est plus particulièrement destiné au domaine médical. Dans ce cas, la pièce 1 est un implant affectant généralement la forme d'une plaque et le support S au moins un os. L'organe de fixation 2 est quant à lui constitué par une tige filetée pouvant encore être appelée vis. Cette tige 2 est filetée selon un pas D constant de son extrémité libre 7 dite de vissage vers son extrémité 8 formant pointe. La tige 2 qui assure la solidarisation de la pièce 1 sur le support S traverse un alésage taraudé 3 de la pièce 1 et vient s'ancrer dans le support S. La portion de la tige 2 qui s'ancre dans le support S est de forme quelconque.Par contre, la portion de l'âme 6 de la tige 2 destinée à venir en prise avec l'alésage taraudé 3 de la pièce 1 est conformée pour exercer, lors de son engagement par vissage dans l'alésage 3 de la pièce 1, un effort radial de compression assurant par coincement une immobilisation en rotation de la tige 2 dans la pièce 1. Cette immobilisation en rotation est obtenue par friction des surfaces de l'alésage 3 et de la tige 2 en regard. Pour obtenir cet effort radial de compression, la tige filetée 2 présente, sur une longueur D égale à au moins un pas, une âme 6 de rayon R croissant en direction de l'extrémité de vissage de la tige 2. Cette portion de tige coopère lors de son engagement dans la pièce 1 avec l'alésage taraudé 3 de la pièce 1. Cet alésage 3 est également de rayon croissant en direction de la face externe de la pièce 1 opposée à la face en regard du support S de manière à obtenir l'effet de coincement souhaité. Cet effet de coincement ne peut être obtenu que si le rayon croît de manière approprié. En effet, comme le montre la figure 3, le rayon R de l'âme 6 de la tige 2 doit croître de telle sorte que la droite D1, passant par deux points A, B choisis à la surface de ladite âme de manière telle que leur projection orthogonale sur l'axe longitudinal D2 de la tige délimite un segment de droite A'-B' de longueur égale au pas de vis, forme avec l'axe longitudinal de la vis un angle a compris entre 3 et 15 degrés. La forme de l'âme 6 importe peu à partir du moment où cette progression du rayon est respectée. Ainsi, à titre d'exemple, l'âme 6 de la tige 2 peut, comme le montrent les figures 1 et 2, affecter sur une longueur égale à au moins un pas la forme d'une surface de révolution engendrée par la rotation d'une génératrice parallèlement à, et autour de, l'axe de révolution D2 constitué par l'axe longitudinal médian de la tige 2, en s'en éloignant. Dans ce cas, le rayon R de l'âme 6 de la tige 2 prend successivement les valeurs R, R1, R2, R3 ... Rn, R1 étant inférieur à R2 lui même inférieur à R3, etc. L'âme 6 de la tige 2 de rayon croissant peut également affecter une forme tronconique (non représentée). Généralement, la portion de tige 2 à âme 6 de rayon R croissant présente un profil homothétique au profil de l'alésage taraudé 3 de la pièce 1. En outre, pour obtenir l'effet de coincement par friction souhaité, le plus grand rayon de la partie de l'alésage 3 en prise avec la tige 2 est au plus égal au plus grand rayon de l'âme 6 de la tige 2. Dans le cadre d'une utilisation médicale de ce dispositif, il est la plupart du temps nécessaire que l'extrémité de vissage 7 de la tige filetée 2 soit disposée en affleurement de la face externe de la pièce 1. Dans ce cas, la portion de la tige 2 présentant une âme 6 de rayon R croissant est ménagée à l'extrémité de vissage 7 de la tige 2 ou à son voisinage. Pour des raisons de solidité de la vis, cette portion de la tige à âme 6 de rayon croissant s'étend sur une longueur égale à plusieurs pas comme le montre la figure 1 où le rayon R augmente progressivement de R à Rn en prenant par exemple au moins les valeurs R1, R2, R3. Pour des raisons de simplicité de fabrication, le diamètre extérieur du filetage est constant sur toute la longueur de la tige 1. Les sommets 5 du filet de la tige 2 affectent quant à eux en section transversale une forme triangulaire ou trapézoïdale. Il est ainsi possible d'utiliser un seul et même outil pour la réalisation complète de la tige 2. On utilise dans ce cas un outil d'usinage qui, au cours de la rotation de la tige 2 se présentant au départ sous forme d'un barreau lisse, se déplace parallèlement à cette dernière et s'écarte progressivement de cette dernière au voisinage de l'extrémité de vissage de ladite tige 2. Enfin, la tige 2 comporte de manière en soi connue, dans sa surface d'extrémité libre 7 dite de vissage, une cavité axiale 4 généralement prismatique pour recevoir un outil d'entraînement en rotation de la tige. Bien que les applications de ce dispositif soient évidentes dans le domaine médical, d'autres applications peuvent être envisagées. En particulier, ce dispositif se révèle intéressant dans tous les cas où la solidarisation de la pièce 1 et du support S ne doit pas dépendre d'une force de compression qui les appliquerait l'un contre l'autre. REVENDICATIONS 1. Dispositif de solidarisation d'une pièce (1) sur un support (S) à l'aide d'au moins un organe de fixation (2) affectant la forme d'une tige filetée selon un pas constant, cette pièce (1) comprenant un alésage taraudé (3) traversé par ladite tige (2) qui vient se visser dans la matière du support (S), caractérisé en ce que l'âme (6) de la tige filetée (2) est conformée pour exercer dans l'alésage taraudé (3) de la pièce (1) un effort radial de compression qui croit au cours du vissage de manière à immobiliser en rotation la tige (2) dans la pièce (1) et assurer son coincement dans ladite pièce (1). 2. Dispositif de solidarisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige filetée (2) présente, sur une longueur (D) égale à au moins un pas, une âme (6) de rayon (R) croissant en direction de l'extrémité de vissage de la tige (2), cette portion de tige coopérant avec l'alésage taraudé (3) de la pièce (1) de rayon croissant en direction de la face externe de la pièce (1) opposée à la face en regard du support (S) pour assurer, lors de l'engagement par vissage de la tige (2) dans l'alésage (3) de la pièce (1), une immobilisation en rotation de la tige (2) dans la pièce (1). 3. Dispositif de solidarisation selon la revendication 2, caractérisé en ce que le rayon (R) de l'âme (6) de la tige (2) croît de telle sorte que la droite (D1), passant par deux points (A, B) choisis à la surface de ladite âme de manière telle que leur projection orthogonale sur l'axe longitudinal (D2) de la tige délimite un segment de droite EA'-B'J de longueur égale au pas de vis, forme avec l'axe longitudinal de la vis un angle (a) compris entre 3 et 15 degrés. 4. Dispositif de solidarisation selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'âme (6) de la tige (1) de rayon R croissant affecte sur une longueur égale à au moins un pas la forme d'une surface de révolution engendrée par la rotation d'une génératrice parallèlement à, et autour de, l'axe de révolution (D2) constitué par l'axe longitudinal médian de la tige (2), en s'en éloignant. 5. Dispositif de solidarisation selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'âme (6) de la tige (2) de rayon croissant affecte une forme tronconique. 6. Dispositif de solidarisation selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la portion de tige (2) à âme de rayon (R) croissant présente un profil homothétique au profil de l'alésage taraudé (3) de la pièce (1). 7. Dispositif de solidarisation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le diamètre extérieur du filetage est constant sur toute la longueur de la tige (1). 8. Dispositif de solidarisation selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les sommets (5) du filet de la tige (2) affectent en section transversale une forme triangulaire ou trapézoïdale. 9. Dispositif de solidarisation selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la tige (2) comporte, dans sa surface d'extrémité libre dite de vissage, une cavité axiale (4) généralement prismatique pour recevoir un outil d'entraînement en rotation de la tige. 10. Dispositif de solidarisation selon l'une des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que la portion de la tige (2) présentant une âme (6) de rayon (R) croissant est ménagée à l'extrémité de vissage de la tige ou à son voisinage. 11. Dispositif de solidarisation selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le plus grand rayon de la partie de l'alésage (3) de la pièce (1) en prise avec la tige (2) est au plus égal au plus grand rayon de l'âme (6) de la tige (2).