Brevet FR2817185A1 — publié le 20020531

La présente invention concerne une clé dynamométrique et plus particulièrement une clé de ce type destinée à assurer le serrage et le desserrage d'un insert sur une pièce à main dentaire. On connaît des clés dynamométriques utilisées dans l'industrie qui sont aptes à délivrer des couples de serrage voire de desserrage importants. Ces clés dynamométriques sont constituées d'éléments mécaniques complexes qui sont faciles à mettre en oeuvre dans des dispositifs de volume respectables mais qui sont particulièrement difficiles et coûteux à fabriquer dès que l'on veut les transposer à petite échelle. On connaît, notamment par le brevet US-A-6.021. 694, une clé dynamométrique destinée à un usage chirurgical qui est essentiellement constituée d'un élément tubulaire contenant un ressort hélicoïdal linéaire dont le niveau de compression est déterminé au moyen d'une vis de réglage. Ce ressort de compression agit par friction sur la partie externe de la cage d'un roulement à billes, qui retransmet à l'extrémité de la clé un couple déterminé par son niveau de frottement. Un tel dispositif est difficilement utilisable dans certains domaines d'applications et notamment dans celui du domaine dentaire en raison de l'important bras de levier constitué par ce dispositif qui lui confère un volume important incompatible avec les techniques utilisées. La présente invention a pour but de proposer une clé dynamométrique particulièrement compacte et simple de construction et qui permet de plus, en cours d'utilisation, de protéger de l'extrémité de l'outil la main du praticien qui actionne ladite clé. La présente invention a ainsi pour objet une clé dynamométrique destinée au serrage/desserrage d'un élément à fixer, notamment d'un insert sur une pièce à main dentaire, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un élément de préhension et d'un élément de solidarisation qui est lié au moins en rotation avec l'élément à fixer, l'élément de préhension et l'élément de solidarisation étant liés en rotation, à frottement, par l'intermédiaire d'un ressort de type hélicoïdal dont les spires extrêmes ont été jointes, de façon à lui conférer une forme globale sensiblement torique, les deux parties d'une même spire, situées de part et d'autres d'un plan médian, sont inclinées d'un même côté par rapport à l'axe radial du ressort. Préférentiellement, les spires du ressort, lorsque celui-ci se trouve à l'état libre, auront une forme aplatie suivant son axe radial, cette forme aplatie pouvant prendre notamment la forme d'une ellipse. L'élément de solidarisation pourra être préférablement constitué d'un élément cylindrique comportant une rainure externe cylindrique dans laquelle vient s'encastrer le ressort, le diamètre de fond de rainure étant légèrement supérieur au diamètre interne du ressort lorsqu'il se trouve à l'état libre. De même l'élément de préhension pourra être creusé d'un évidement cylindrique dont le diamètre définit, avec le diamètre de l'élément de solidarisation, un écartement inférieur à la hauteur des spires lorsque le ressort est à l'état libre, de façon à les comprimer. Dans un mode de mise en oeuvre de l'invention l'élément de préhension comportera deux parties à savoir une partie supérieure sensiblement cylindrique et une partie inférieure sensiblement en forme de cloche. Le volume interne de la partie en forme de cloche pourra préférentiellement envelopper l'outil, quel que soit le positionnement de celui-ci à l'intérieur de la clé dynamométrique. Dans ce mode de mise en oeuvre l'immobilisation, dans le sens axial, de l'élément de solidarisation par rapport à l'élément de préhension, sera assurée de façon particulièrement simple par le ressort lui-même, ce qui permet, en dehors de la simplicité même de ce mécanisme, d'assurer un montage et un démontage rapides du dispositif. Suivant l'invention on a constaté que le couple qu'il est nécessaire d'exercer, afin de mettre en rotation l'élément de solidarisation en l'entraînant en rotation au moyen de l'élément de préhension, était plus important dans un sens de rotation que dans l'autre. On comprend dans ces conditions, que si la direction de rotation générant le plus faible couple correspond au couple de serrage de l'insert sur la pièce à main, l'autre sens de rotation appliquera un couple supérieur qui, s'il est bien réglé, permettra d'assurer le desserrage de l'insert de la pièce à main. On a constaté que, pour un ressort de dimensions et de caractéristiques mécaniques données, on augmentait le couple de serrage/desserrage en donnant aux logements, entre lesquels est disposé le ressort, une dimension permettant d'assurer une compression des spires de celui-ci dans un sens globalement radial. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels : La figure la est une vue en plan d'un ressort hélicoïdal suivant l'état antérieur de la technique dont les deux extrémités ont été solidarisées de façon à lui conférer une forme globale torique. La figure lb est une vue en plan d'un ressort utilisé dans la clé dynamométrique suivant l'invention. La figure lc est une vue de côté du ressort représenté sur la figure lb. La figure 2 est une vue en coupe axiale et longitudinale de la clé dynamométrique suivant l'invention. La figure 3 est une vue agrandie partielle de la partie supérieure de la clé dynamométrique représentée sur la figure 2. La figure 4 est une vue en coupe transversale de la clé dynamométrique représentée sur la figure 2 suivant la ligne IV-IV de celle-ci. La figure 5 est une courbe représentant la variation de la différence de couple transmis par un ressort suivant ses deux sens de rotation respectifs en fonction de la déformation exercée sur ses spires dans le sens radial. La figure 6 est une vue en coupe longitudinale partielle d'une pièce à main sur l'insert de laquelle est positionnée la clé dynamométrique suivant l'invention. On a représenté sur la figure la un ressort hélicoïdal 1'de type classique dont les extrémités ont été jointes de façon à lui conférer une forme globale torique. On voit que les deux demi-spires la et lb qui se trouvent de part et d'autre d'un plan P médian (figure lc) se situent sensiblement symétriquement par rapport à un axe radial Or lorsque l'on voit le ressort en plan (figure la). Le dispositif suivant l'invention fait appel quant à lui à un ressort de même type ayant également une forme globale torique mais dans lequel les deux demi-spires la et lb sont inclinées d'un même côté de l'axe radial Or. Suivant l'invention, ainsi que représenté sur les figures lb et lc, les demi-spires respectives la et lb forment des angles différents al et a2 avec l'axe radial Or. On a constaté que les ressorts de ce type lorsqu'ils étaient utilisés, en tant qu'éléments intermédiaires, pour transmettre un couple de torsion, avaient la propriété de transmettre, avant glissement, un couple C d'une certaine valeur donnée fixe lorsque leur rotation était effectuée dans un sens et un couple d'une autre valeur donnée fixe, inférieure nll inférieure C', lorsque la rotation était effectuée dans l'autre sens, les deux valeurs absolues C et C'de ces deux couples étant bien entendu fonction des matériaux avec lesquels ils sont mis en contact. On a constaté que le couple C, le plus élevé, était transmis lorsque l'on effectuait un mouvement relatif du ressort 1 par rapport à la pièce avec laquelle il est en contact, dans le sens de la flèche C, c'est à dire lorsque le déplacement relatif du ressort s'effectuait dans le sens suivi lorsque l'on passe d'une partie interne d'une spire et que l'on va vers sa partie externe, c'est-àdire dans le sens de la flèche C sur la figure lb. Des ressorts de ce type sont connus de l'état antérieur de la technique et sont utilisés pour de nombreuses applications, mais ils n'ont pas été utilisés à ce jour pour transmettre des couples de rotation fixes respectifs déterminés. La clé dynamométrique suivant l'invention, qui est représentée sur les figures 2 à 4, est essentiellement constituée d'une bague externe 3 en aluminium, qui constitue un élément de préhension, et d'un noyau interne 5 en acier inoxydable, entre lesquels est disposé un ressort 1, du type de celui précédemment décrit, et qui est représenté sur les figures lb et lc. Bien entendu la bague 3 et le noyau 5 pourraient être réalisés en tout autre matériau et notamment en matière plastique ou en céramique. Le noyau interne 5 est constitué d'un élément cylindrique qui est creusé d'une gorge circulaire 7 dont le diamètre interne d est tel qu'il permet de recevoir le ressort 1 tout en exerçant sur celui-ci une légère contrainte. A cet effet le diamètre d sera légèrement supérieur au diamètre interne d'du ressort 1 lorsque celui-ci est à l'état libre. Au dessus de la gorge 7 le noyau 5 comporte un premier bossage 9 suivi d'un second bossage 11 de plus grand diamètre et de moindre épaisseur. Au dessous de la gorge 7 il se termine par un plateau circulaire 13. A sa partie supérieure le noyau 5 comporte une lumière 20 qui est destinée à assurer la liaison mécanique en rotation de la clé dynamométrique suivant l'invention avec le dispositif à serrer/desserrer par exemple un insert 22 d'une pièce à main 232. La bague externe 3 comporte une première partie 3a (supérieure sur le dessin) de forme sensiblement cylindrique, suivie d'une seconde partie 3b (inférieure sur le dessin) en forme de cloche. La partie cylindrique 3a reçoit le noyau 5 qui sera préalablement pourvu du ressort 1. A cet effet elle comporte des évidements supérieurs cylindriques 15 et 17 respectivement destinées à recevoir les bossages 9 et 11. Sous l'évidement 15 on a réalisé un logement cylindrique 18 dont le diamètre D coopère avec le diamètre d du noyau 5 pour définir entre eux un écartement 8D = (D-d) /2 dont la valeur détermine l'état de compression des spires du ressort 1. On a en effet constaté que lorsque l'on soumettait les spires, de ressorts du type du ressort 1, à une compression radiale, on augmentait non seulement la valeur absolue C et C' des couples de rotation transmis, mais on faisait également varier la différence 5c = C-Ci des couples transmis pour des sens de rotation opposés. Par des mesures il a été établi que la valeur de cette différence C était liée à la valeur de la compression des spires du ressort ÔD = (D-d) /2, et ceci pour un ressort 1 de caractéristiques mécaniques déterminées, suivant une fonction dont l'allure est représentée sur la courbe de la figure 5. On a également constaté que, pour un niveau de compression radiale donnée, les couples transmis C et CI étaient plus élevés lorsque le diamètre du fil constituant les spires était plus important. En réglant l'écartement D = (D-d) /2, et ceci en ajustant les cotes des diamètres D et d, on est ainsi en mesure de contrôler la différence OC qui existe entre les valeurs des couples que l'on pourra appliquer avec la clé dynamométrique suivant l'invention. Celle-ci est particulièrement intéressante pour assurer un serrage, avec un couple donné C'déterminé, d'un "insert"22 c'est-à-dire d'un outil sur une pièce à main dentaire 23. Ainsi que représenté sur la figure 6, il suffit alors au praticien d'introduire l'insert 22 dans la lumière 20, de façon à assurer sa liaison en rotation avec le noyau 5 et de serrer en exerçant un mouvement de rotation sur l'élément de préhension constitué par la partie 3b de la douille 3. A cet effet on fera en sorte de positionner le ressort 1 sur le noyau 5 de façon qu'en tournant dans le sens requis on applique à l'insert le couple C'de plus faible valeur, et qu'en tournant en sens opposé on applique alors le couple C de plus grande valeur, de façon à assurer le dévissage. On remarquera que la clé dynamométrique suivant l'invention présente l'avantage, par un simple retournement du ressort 1, de permettre d'inverser son sens de serrage, ce qui permet de l'adapter facilement et rapidement à un dispositif insert/pièce à main dont la direction du pas serait inversée par rapport au sens habituel. Par ailleurs la forme de la clé dynamométrique suivant l'invention permet au praticien d'opérer en toute sécurité, dans la mesure où sa main commandant la rotation de l'élément de préhension est protégée de l'insert par la partie en cloche 3b. REVENDICATIONS 1.-Clé dynamométrique destinée au serrage/desserrage d'un élément à fixer, notamment d'un insert sur une pièce à main dentaire, caractérisée en ce que : - elle est constituée d'un élément de préhension (3), et d'un élément de solidarisation (5) qui est lié au moins en rotation avec l'élément à fixer, - l'élément de préhension (3) et l'élément de solidarisation (5) étant liés en rotation, à frottement, par l'intermédiaire d'un ressort (1) de type hélicoïdal dont les spires extrêmes ont été jointes, de façon à lui conférer une forme globale sensiblement torique, - les deux parties d'une même spire, situées de part et d'autres d'un plan médian (P), sont inclinées d'un même côté par rapport à l'axe radial (Or) du ressort (1). 2. -Clé dynamométrique suivant la revendication 1 caractérisée en ce que les spires du ressort (1), lorsque celui-ci se trouve à l'état libre, ont une forme aplatie suivant l'axe radial (Or) de celui-ci. 3. -Clé dynamométrique suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisée en ce que le ressort (1) est comprimé suivant son axe radial (Or). 4.-Clé dynamométrique suivant l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que l'élément de solidarisation (5) est constitué d'un élément cylindrique comportant une rainure externe cylindrique (7) dans laquelle vient s'encastrer le ressort (1), le diamètre (d) de fond de rainure étant légèrement supérieur au diamètre interne (dol) du ressort (1) lorsqu'il se trouve à l'état libre. 5. -Clé dynamométrique suivant la revendication 4 caractérisée en ce que l'élément de préhension (3) est creusé d'un évidement cylindrique (18) dont le diamètre (D) définit, avec le diamètre (d) de l'élément de solidarisation (5), un écartement (D-d) /2 inférieur à la hauteur (e) des spires lorsque le ressort (1) est à l'état libre, de façon à les comprimer. 6.-Clé dynamométrique suivant l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que l'élément de préhension (3) comporte deux parties, à savoir une partie supérieure (3a) sensiblement cylindrique et une partie inférieure (3b) sensiblement en forme de cloche. 7. -Clé dynamométrique suivant la revendication 6 caractérisée en ce que le volume interne de la partie (3b) en forme de cloche est tel qu'il a la capacité d'envelopper l'outil (22), quel que soit le positionnement de celui-ci à l'intérieur de la cloche. 8. Clé dynamométrique suivant l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que le maintien, dans le sens axial (yy') de l'élément de solidarisation (5) par rapport à l'élément de préhension (3), est assuré par le ressort (1).