DESVIACION DE OSCILACIONES MECANICAS.

Dispositivo (5, 5'') para la desviación de vibraciones mecánicas,

en el que el dispositivo se puede poner en vibración en un punto (5.1) de recepción de vibraciones a lo largo de un primer eje (6.1), y esta tal vibración produce en un punto (5.2) de suministro de vibraciones, una vibración, a lo largo de un segundo eje (6.2), formando el primero y el segundo eje, un ángulo, y estando configurado el punto de recepción de vibraciones para la conexión de un activador (2) de vibraciones, y el punto de suministro de vibraciones, para la conexión de una herramienta, pieza a trabajar o pieza (7, 8) intermedia, caracterizado porque el dispositivo presenta un elemento (14) vibratorio que está curvado longitudinalmente y entre dos extremos, y en el que están dispuestos, un punto (14.1) de excitación y un punto (14.2) de captación, estando configurado el dispositivo de manera que el elemento vibratorio, vibre transversalmente en el punto de excitación y en el punto de captación, cuando se aplica una vibración al punto de recepción de vibraciones

Desviación de oscilaciones mecánicas.

La invención se refiere a la aplicación de oscilaciones mecánicas, por ejemplo, oscilaciones de ultrasonidos, en situaciones en las que condiciones limitadas de espacio, restringen la libertad de movimiento. Se refiere especialmente a un dispositivo para la desviación de vibraciones mecánicas, en especial a un sonotrode o a una pieza de acoplamiento.

Aparatos de trabajo por ultrasonidos se aplican hoy día acrecentados, también en el sector médico, entre otros, en odontología. Un ejemplo para una aplicación de aparatos de ultrasonidos en la medicina, en especial en odontología, es un nuevo procedimiento desarrollado para el anclaje de implantes y preparados en tejido poroso. El procedimiento se describe, por ejemplo, en los documentos WO 02/069'817, WO 2004/017'927 y WO 2004/017 867.

Los aparatos de trabajo por ultrasonidos para el uso médico tienen prácticamente con frecuencia una forma alargada con mango, de manera que se pueden utilizar en forma similar a una fresa dental en forma de una herramienta manual. El activador de vibraciones, por ejemplo, piezoeléctrico, activa en un sonotrode vibraciones longitudinales que este transmite a una herramienta o a una pieza a trabajar. Pero a causa de la forma alargada del aparato, el trabajo se dificulta en lugares de difícil acceso.

Por el documento EP 0 594 541 se conoce un sonotrode que está configurado como resonador de flexión de forma anular. El sonotrode vibra alrededor de cuatro puntos nodales, lo cual hace posible una desviación de la vibración, en un ángulo de 90º. El sonotrode puede vibrar también alrededor de más de cuatro nodos, de manera que sea posible una desviación en otro divisor entero de 360º, por ejemplo, en 120º. En el sonotrode del documento EP 0 594 541 es desventajoso que por causa de la estructura de forma anular, exige relativamente mucho espacio. Además, tan sólo la mitad aproximadamente de la potencia excitada en el sonotrode, se capta también en la herramienta o en la pieza a trabajar. Un inconveniente es todavía que sólo es posible una desviación en un ángulo que es un divisor entero de 360º. Como otro inconveniente, a causa del diseño de forma anular, sólo son posibles pequeñas amplitudes de las vibraciones.

Un proceso alternativo para la desviación de ultrasonidos, se describe en la solicitud de patente US 8,139,320. Un canal deflector contiene un líquido a cuyo través se pueden derivar las vibraciones longitudinales, de conformidad con la forma del canal deflector. Aquí es desventajoso que a causa de una cierta compresibilidad del líquido, se pierde energía, y el líquido se calienta.

Por lo tanto, una misión de la invención es poner a disposición soluciones para la desviación de vibraciones mecánicas, que superen los inconvenientes de planteamientos según el estado actual de la técnica, y que deben ser especialmente apropiadas para el empleo en condiciones restringidas de espacio.

Especialmente preferentes son soluciones que permitan una desviación de aproximadamente 100º - 130º entre un punto de recepción de vibraciones y un punto de suministro de vibraciones, porque para estos ángulos resulta especialmente fácil el trabajo en puntos de difícil acceso.

Esta misión se resuelve por la invención como se define en las reivindicaciones.

Un dispositivo según la invención para la desviación de vibraciones mecánicas, se puede poner en vibración en un punto de recepción de vibraciones, a lo largo de un primer eje, y transmite una tal vibración a un punto de suministro de vibraciones, en una vibración a lo largo de un segundo eje, formando uno con otro, el primer eje y el segundo, un ángulo. El dispositivo está configurado en el punto de recepción de vibraciones, para la conexión de un activador de vibraciones, en el punto de suministro de vibraciones, para la conexión de una herramienta, una pieza a trabajar o una pieza intermedia. El dispositivo se caracteriza en lo esencial porque presenta un elemento vibratorio alargado, curvado entre dos extremos, en el que están dispuestos, un punto de excitación y un punto de captación, estando configurado el dispositivo de manera que el elemento vibratorio en el punto de excitación y en el punto de captación, vibre transversalmente, cuando al punto de recepción de vibraciones se aplica una vibración.

Las vibraciones mecánicas son, por ejemplo, vibraciones de ultrasonidos.

Así pues, el dispositivo según la invención actúa según la teoría de más arriba, como un sonotrode, no queriendo decir el concepto "sonotrode" que el dispositivo tenga que atacar directamente en la herramienta o en la pieza a trabajar; más bien puede existir también una pieza intermedia que sigue transmitiendo las vibraciones desde el sonotrode a una herramienta o pieza a trabajar, o a otra pieza intermedia.

Haciendo que las vibraciones sean tomadas por el elemento vibratorio transversalmente, el elemento vibratorio actúa en la forma de un "martillo", que aplica las vibraciones a una herramienta, pieza a trabajar o pieza intermedia, lateral con relación al eje del elemento vibratorio.

Se ha visto que con el procedimiento según la invención, es posible producir en el punto de captación, vibraciones con una buena linealidad, es decir, vibraciones cuya componente transversal a la dirección deseada de vibración (transversal con respecto al elemento vibratorio), sea muy pequeña. Es decir, es posible producir vibraciones que discurran a lo largo de una trayectoria elíptica muy alargada, de manera que con una muy buena aproximación, se pueda partir de vibraciones a lo largo de una recta.

Entre el dispositivo y la herramienta, pieza a trabajar o pieza intermedia -y también entre el activador de vibraciones y el dispositivo- puede existir un acoplamiento fijo desmontable. Un acoplamiento tal tiene como consecuencia que la herramienta, pieza a trabajar o pieza intermedia participan completamente en el punto de suministro de las vibraciones, es decir, que cada vez se transmiten las dos semiondas. Como alternativa, la transmisión se puede llevar también a cabo tan sólo mediante un contacto suelto, pudiendo transmitirse entonces sólo fuerzas de compresión, y no, fuerzas ningunas de tracción.

El acondicionamiento alargado curvado del elemento vibratorio, quiere decir que están definidos un eje longitudinal y, por tanto, una dirección longitudinal, y direcciones transversales. El elemento vibratorio puede presentar, por ejemplo, la forma de una barra curvada de cualquier sección recta, no teniendo que ser constante el área de la sección transversal en toda su longitud. El punto de recepción y el de suministro de vibraciones, se pueden encontrar cada uno en la proximidad de un extremo de la barra. A la barra pueden estar fijados elementos adicionales, por ejemplo, masas con las que se puede influenciar la relación de amplitudes entre vibraciones en el punto de recepción de vibraciones y en el de suministro de vibraciones.

Un conocimiento que sirve de base a la invención, es que las vibraciones transversales de un elemento vibratorio semejante con un sector alargado curvado, son apropiadas para desviar vibraciones mecánicas en distintos ángulos casi libremente elegibles, mediante la elección de la geometría del elemento vibratorio.

De preferencia el elemento vibratorio discurre en un plano, y vibra en este plano. El ángulo de desviación se determina mediante la curvatura del elemento vibratorio en el plano, así como mediante la posición del punto de recepción de vibraciones y del de suministro de vibraciones. Gracias a la curvatura en el plano se define una cara interior y una exterior. En caso de que el punto de suministro de vibraciones esté situado en la cara exterior, el ángulo de desviación corresponde al ángulo de dobladura, o sea, al ángulo entre el eje longitudinal del elemento vibratorio en el punto de recepción de vibraciones y en el de suministro de vibraciones. Por el contrario, en caso de que el punto de suministro de vibraciones se encuentre en el lado interior, el ángulo de desviación es 180º menos el ángulo de dobladura.

Bajo ciertas circunstancias -en general, menos preferentes- también es posible una toma de la vibración en el elemento vibratorio, por un objeto (herramienta, pieza a trabajar o pieza intermedia) que está instalado frontalmente al elemento vibratorio. Entonces un punto de suministro de vibraciones "del lado exterior", quiere decir que la herramienta, pieza a trabajar o pieza intermedia, está situada durante el trabajo, exteriormente respecto a la curvatura...

1. Dispositivo (5, 5') para la desviación de vibraciones mecánicas, en el que el dispositivo se puede poner en vibración en un punto (5.1) de recepción de vibraciones a lo largo de un primer eje (6.1), y esta tal vibración produce en un punto (5.2) de suministro de vibraciones, una vibración, a lo largo de un segundo eje (6.2), formando el primero y el segundo eje, un ángulo, y estando configurado el punto de recepción de vibraciones para la conexión de un activador (2) de vibraciones, y el punto de suministro de vibraciones, para la conexión de una herramienta, pieza a trabajar o pieza (7, 8) intermedia, caracterizado porque el dispositivo presenta un elemento (14) vibratorio que está curvado longitudinalmente y entre dos extremos, y en el que están dispuestos, un punto (14.1) de excitación y un punto (14.2) de captación, estando configurado el dispositivo de manera que el elemento vibratorio, vibre transversalmente en el punto de excitación y en el punto de captación, cuando se aplica una vibración al punto de recepción de vibraciones.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento (14) vibratorio suministra la vibración transversal en el punto (14.2) de captación, lateralmente respecto a un eje del elemento vibratorio.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el ángulo entre una dirección longitudinal del elemento vibratorio en el punto (14.1) de excitación y una dirección longitudinal del elemento vibratorio en el punto (14.2) de captación, asciende a más de 90º.

4. Dispositivo según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el elemento (14) vibratorio, con referencia a un punto (14.5) neutral, presenta dos brazos (14.3, 14.4) vibratorios, estando configurado el punto (14.1) de excitación en el primer brazo (14.3) vibratorio, y el punto (14.2) de captación, en el segundo brazo (14.4) vibratorio, y estando configurado el centro de gravedad de masas del segundo brazo (14.4) vibratorio, con referencia a un plano que discurre paralelo al primer eje (6.1) y perpendicular a un plano axial subtendido por el primer eje (6.1) y el segundo eje (6.2), al mismo lado del centro de gravedad de masas del primer brazo (14.3) vibratorio.

5. Dispositivo según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque entre un elemento (11) de fijación y el punto (14.1) de excitación del elemento (14) vibratorio, está configurada una articulación (15).

6. Dispositivo según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el elemento (14) vibratorio discurre en un plano, estando dispuesto de preferencia el punto (14.2) de captación en una cara exterior del elemento (14) vibratorio.

7. Dispositivo según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el ángulo entre el primer eje (6.1) y el segundo (6.2), asciende a entre 100º y 130º.

8. Dispositivo según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el punto (14.2) de captación coincide con el punto (5.2) de suministro de vibraciones.

9. Dispositivo según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el punto (14.1) de excitación está dispuesto en un extremo del elemento (14) vibrador, y el punto (14.2) de captación, en el otro extremo.

10. Dispositivo según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por una carcasa (101) protectora que envuelve al menos el elemento (14) vibratorio, y apantalla el entorno, de las oscilaciones mecánicas.

11. Dispositivo según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en el punto (5.2) de suministro de vibraciones existe un muñón (16) de acoplamiento para el acoplamiento desmontable de la herramienta, la pieza a trabajar o la pieza intermedia (7, 8), estando adaptado el muñón (16) de acoplamiento, de preferencia a una herramienta, a una pieza (7) a trabajar configurada como implante o preparado, o a una pieza (8) intermedia, como las que se utilizan en odontología o cirugía.

12. Equipo para la desviación de vibraciones mecánicas, que presenta un primer dispositivo (5) según alguna de las reivindicaciones 1 a 11, y un segundo dispositivo (5') según alguna de las reivindicaciones 1 a 11, estando acoplado el punto de suministro de vibraciones del primer dispositivo (5) con el punto de recepción de vibraciones del segundo dispositivo (5'), de tal manera que una vibración transversal del primer dispositivo (5) en su punto de captación, produce una vibración transversal del segundo dispositivo (5') en su punto de excitación.

13. Equipo según la reivindicación 12, caracterizado porque un muñón (16) de acoplamiento entre el primer dispositivo (5) y el segundo (5'), está configurado de manera que el segundo dispositivo (5') se pueda colocar con relación al primer dispositivo (5) en distintas posiciones que se diferencian mediante una rotación alrededor del segundo eje (6.2) del primer dispositivo (5).

14. Aparato de ultrasonidos que presenta un activador (2) de vibraciones, una electrónica (4) de mando del activador de vibraciones, y un sonotrode, caracterizado porque el sonotrode está configurado como dispositivo (5) según alguna de las reivindicaciones 1 a 11.

15. Aparato de ultrasonidos según la reivindicación 14, caracterizado porque la electrónica (4) de mando del activador de vibraciones, está configurada o programada de manera que el dispositivo (5) se excita mediante el activador de vibraciones, a una vibración en una frecuencia que está situada por debajo de su frecuencia natural de vibración.