Brevet FR2916025A1 — publié le 20081114

B07-1608FR - GK/EVH Société de droit suédois dite : Aktiebolaget SKF Dispositif de palier à roulement, en particulier pour appareil médical Invention de : Jesko-Henning TANKE Pascal OVIZE Reinhard KIRSCH Michel NICOLAS Dispositif de palier à roulement, en particulier pour appareil médical La présente invention concerne le domaine des paliers à roulement utilisés en particulier dans les dispositifs médicaux, par exemple d'imagerie médicale tels que des scanners. De tels paliers à roulement présentent généralement un diamètre important, de l'ordre de 1 mètre, et tournent à une vitesse de quelques centaines de tours/minute, par exemple entre 200 et 300. Les exigences de précision et de robustesse imposent l'utilisation de roulements suffisamment rigides comportant un grand nombre d'éléments roulants. Toutefois, du fait de leur grand diamètre, de tels roulements ont tendance à transmettre des vibrations au portique sur lequel ils sont montés lors de l'utilisation du dispositif. Par effet de résonance et d'amplification, le portique génère à son tour un bruit souvent mal perçu par le patient et le personnel médical. Le document FR 2 232 960 (R.K.S) décrit un roulement dans lequel chaque support comporte une gorge unique par couronne de billes ou de rouleaux, dans laquelle est monté par déformation un jonc unique ouvert formé à partir d'un profilé en acier à roulement comportant deux parties renflées reliées par un nerf axial plus mince. Ce type de roulement n'assure pas d'amortissement des vibrations. Dans les dispositifs de l'art antérieur, on a essayé de réduire le bruit en disposant des couches de matériau souple amortisseur, par exemple en élastomère, entre les chemins de roulement et les bagues. On peut se référer au document US 2005/0008274 qui prévoit un coussin annulaire résilient en contact avec le fil annulaire formant chemin de roulement. Cependant, les couronnes supportant les chemins de roulement ont une forme relativement complexe et au moins une des couronnes est en deux parties, d'où une fabrication onéreuse. L'invention vise à remédier à ces inconvénients. L'invention propose un palier à roulement à couronne de forme simple et de fabrication économique. Le dispositif de palier à roulement comprend une couronne extérieure, une couronne intérieure et au moins un roulement, les couronnes étant montées à rotation l'une sur l'autre au moyen dudit au moins un roulement, le roulement comprenant une bague extérieure et une bague intérieure, le dispositif comprend un bandage amortisseur isolant au moins l'une desdites bagues desdites couronnes correspondantes, au moins une des bagues du roulement étant ouverte en un point de sa circonférence et ladite bague ouverte étant logée dans une rainure annulaire de l'une des couronnes. Dans un mode de réalisation, le bandage est solidaire d'au moins une bague. Le bandage peut être monté sur ladite bague préalablement au montage dans la couronne correspondante. Le bandage peut être annulaire ou en forme d'anneau ouvert. L'ouverture du bandage peut être alignée ou décalée par rapport à l'ouverture de la bague correspondante. Dans un mode de réalisation, l'autre couronne est munie d'un alésage cylindrique à l'intérieur duquel est logée l'autre bague du roulement. Ladite autre bague peut être circonférentiellement continue ou préférablement ouverte en un point de sa circonférence. Dans un mode de réalisation, le palier comprend un roulement. Dans un autre mode de réalisation, le palier comprend deux roulements. Les deux roulements peuvent être identiques ou d'un modèle différent. Les deux roulements peuvent comprendre des billes. Alternativement, l'un des roulements peut comprendre des billes et l'autres des rouleaux. Dans un mode de réalisation, le dispositif comporte des joints d'étanchéité. Les joints d'étanchéité peuvent être supportés par une couronne ou par les deux couronnes. Dans un mode de réalisation, le dispositif comprend au moins une entretoise venant en appui axial contre l'autre bague de roulement. L'entretoise assure le maintien axial de l'autre bague du roulement. Dans un mode de réalisation, le palier comprend un moteur électrique. Le stator peut être monté sur l'une des couronnes et le rotor sur l'autre couronne. Avantageusement, la couronne extérieure est monobloc et la couronne intérieure est monobloc. La construction des couronnes s'en trouve simplifiée et la rigidité accrue. Ainsi, chaque couronne peut être en contact avec deux roulements dans le cas de la présence de deux roulements. Dans un mode de réalisation, le palier comprend un dispositif de détection de déplacement angulaire de la couronne tournante. Le dispositif de détection peut comprendre un codeur monté sur la couronne tournante et un capteur monté sur la couronne non tournante. Le codeur peut comprendre une bande multipolaire. L'invention concerne également un appareil pour imagerie médicale, par exemple un scanner ou un appareil à résonance magnétique nucléaire, comprenant un dispositif de palier à roulement tel que décrit ci-dessus. Grâce à l'invention, on dispose d'un palier à roulement pour appareil d'imagerie médicale de construction économique et muni d'un moyen de réduction des vibrations. La présenté invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une demi vue en coupe axiale d'un dispositif de palier à roulement à un roulement; - la figure 2 est une demi vue en coupe axiale du roulement du dispositif de la figure 1; - la figure 3 est une vue de face en élévation de la bague intérieure du roulement de la figure 2; - la figure 4 est une demi vue en coupe axiale d'un dispositif de palier à roulement à deux roulements identiques; - la figure 5 est une demi vue en coupe axiale d'un dispositif de palier à roulement à deux roulements différents; et - la figure 6 montre une variante de la figure 1. Comme on peut le voir sur la figure 1, le palier à roulement 1 comprend une couronne extérieure 2, une couronne intérieure 3 et un roulement 4 disposé entre les bagues extérieure 2 et intérieure 3. Le roulement 4 comprend une rangée d'éléments roulants 5, ici des billes, une bague extérieure 6 et une bague intérieure 7, voir figure 2. Le roulement 4 comprend également une cage 8 pour assurer le maintien d'un écartement circonférentiel régulier entre les éléments roulants 5. La bague extérieure 6 est annulaire et présente une surface extérieure axiale, deux surfaces latérales radiales et un alésage à partir duquel est formé un chemin de roulement 6a de forme toroïdale. Le chemin de roulement 6a est symétrique par rapport à un plan radial passant par le centre des éléments roulants 5. La bague intérieure 7 se présente sous la forme d'un anneau ouvert en un point 7b de sa circonférence. La bague intérieure 7 présente un alésage cylindrique, deux surfaces latérales radiales et une surface extérieure axiale à partir de laquelle est formé un chemin de roulement 7a de forme toroïdale. Le chemin de roulement 7a peut être symétrique par rapport à un plan radial passant par le centre des éléments roulants 5. La bague intérieure 7 peut être fabriquée à partir d'un fil dont la section droite initiale circulaire ou rectangulaire est modifiée par laminage entre des molettes jusqu'à obtenir le profil définitif puis est coupé à longueur et roulé sur lui-même avec les extrémités mises bout à bout pour obtenir finalement une bague circulaire ouverte en un point 7b de sa circonférence. Le matériau, par exemple de l'acier, subit bien entendu un traitement thermique pour lui conférer la dureté requise. Le chemin de roulement 7a peut subir un léger rodage pour lui conférer une rugosité correcte. Ce procédé de fabrication est particulièrement économique car une même section de fil peut servir à fabriquer des bagues roulées de section finale et de diamètres très différents les uns des autres. La bague extérieure 6 peut être également une bague ouverte à titre d'alternative. La bague extérieure 6 peut donc également être fabriquée à partir d'une ébauche sous la forme d'une couronne circonférentiellement continue. Sinon, la bague extérieure 6 peut être fabriquée à partir d'une portion de tube. Le chemin de roulement 6a peut également subir un léger rodage pour lui conférer une rugosité correcte. Entre la couronne intérieure 3 et la bague intérieure 7, est disposé un bandage amortisseur 9. Le bandage 9 est réalisé en matériau élastique à section droite en U. Le bandage 9 peut être de forme annulaire ou encore ouvert en un point 9a de sa circonférence, ce qui permet à la fois de le placer sur la bague intérieure 7 et de le placer dans la couronne intérieure 3 avant ou après sa mise en place sur la bague intérieure 7. De même, un bandage amortisseur 10 en matériau élastique présentant une section droite en U est disposé entre la couronne extérieure 2 et la bague extérieure 6. Le bandage amortisseur 10 peut être fabriqué à partir d'un élastomère possédant de bonnes caractéristiques d'amortissement vibratoire, par exemple un caoutchouc acrylonitrile butadiène NBR 70. La couronne extérieure 2 présente un alésage 2a et un épaulement 2b s'étendant radialement vers l'intérieur à partir de l'alésage 2a. Le bandage extérieur 10 est en contact avec ledit alésage 2a et avec ledit épaulement 2b. La longueur libre restante de l'alésage 2a peut être munie d'une entretoise annulaire 11. L'entretoise 11 peut être réalisée en matériau rigide, par exemple en acier ou en matière plastique et vient en appui sur la bague extérieure 6 du roulement par l'intermédiaire du bandage 10 pour assurer le maintien contre l'épaulement 2b. La couronne intérieure 3 comprend une surface extérieure axiale 3a à partir de laquelle est ménagée une rainure annulaire 3b de section sensiblement rectangulaire dans laquelle est disposée la bague intérieure 7 et le bandage intérieur 9. La dimension axiale de la rainure annulaire 3b est ajustée pour assurer un logement à jeu nul ou non significatif de la bague intérieure 7 et du bandage amortisseur 9 compte tenu de l'élasticité dudit bandage 9. D'un côté et de l'autre de la rainure 3b sont également ménagées des rainures 3c et 3d permettant de loger le talon de joints d'étanchéité 12 et 13. La couronne intérieure 3 comprend à une extrémité axiale de la surface extérieure 3a, une surface radiale annulaire 3e, puis une surface annulaire sensiblement axiale 3f de diamètre inférieur à la surface axiale 3a et une surface radiale d'extrémité 3g reliant la surface sensiblement axiale 3f et un alésage 3h. A l'extrémité opposée de la surface extérieure axiale 3a, la couronne intérieure 3 comprend une surface radiale 3i, puis une surface axiale 3j de diamètre inférieur à la surface axiale 3a, puis une surface radiale d'extrémité 3k s'étendant jusqu'à l'alésage 3h. Des perçages axiaux 14 et 15 peuvent être prévus à partir des surfaces d'extrémité 3g et 3k pour la fixation de pièces tournantes. La couronne extérieure 2 comprend une surface d'extrémité sensiblement radiale 2c s'étendant vers l'extérieur à partir de l'alésage 2a du côté opposé à l'épaulement 2b, puis une surface extérieure 2d sensiblement axiale et une bride de fixation 2e prévue pour être munie de perçages 16 pour la fixation sur un support. Au-delà de l'épaulement 2b, la couronne extérieure 2 comprend un alésage 2f de diamètre inférieur à l'alésage 2a, puis un bourrelet 2g annulaire s'étendant radialement vers l'intérieur et se terminant par une surface radiale 2h rejoignant la bride 2e par l'intermédiaire d'une surface axiale 2i. Les couronnes extérieure 2 et intérieure 3 peuvent être chacune réalisées de façon monobloc, par exemple par usinage d'une pièce en acier. La couronne extérieure 2 est associée à une plaque intermédiaire 17 de forme annulaire et de section rectangulaire en contact avec la surface d'extrémité 2c et s'étendant vers l'intérieur au-delà de l'alésage 2a de la couronne extérieure 2. La plaque intermédiaire 17 est également en contact avec l'entretoise élastique 11 et assure le maintien en position de ladite entretoise 11. Le joint d'étanchéité 12 comprend une lèvre en contact avec une surface radiale de ladite plaque intermédiaire 17 du côté de l'entretoise 11. Le joint d'étanchéité 13 est en contact avec une surface radiale du bourrelet 2g de la couronne extérieure 2. On assure ainsi l'étanchéité des deux côtés du roulement 4. En outre, le dispositif comprend un moteur 18 comprenant un rotor 19 monté sur la couronne intérieure 3 et en contact avec les surfaces radiale 3e et axiale 3f de ladite couronne intérieure 3. Le rotor 19 peut être fixé sur la couronne intérieure 3 par des moyens non représentés tels que collage ou vissage. Le moteur 18 comprend un stator 20 disposé autour du rotor 19 avec un léger entrefer radial. Le stator 20 est fixé à la couronne extérieure 2. La fixation peut être assurée par des vis 21 en prise dans des trous borgnes 22 ménagés dans la couronne extérieure 2 à partir de la surface d'extrémité 2c. Les vis 21 peuvent traverser une partie du stator 20 ainsi que la plaque intermédiaire 17 dont elles assurent également la fixation. En d'autres termes, les trous traversant pour les vis 21 peuvent être prévus à travers la plaque intermédiaire 17. Une entretoise 23 en un ou plusieurs éléments assure un léger écartement entre le stator 20 et la plaque intermédiaire 17. Du côté opposé, le palier à roulement peut comprendre un dispositif de détection 24 pour les paramètres de rotation, par exemple la position ou la vitesse d'une couronne par rapport à l'autre. Le dispositif de détection 24 peut comprendre un codeur 25. Le codeur 25 peut être de type magnétique et se présenter sous la forme d'un ruban en matériau polymère, chargé de particules magnétiques ou magnétisées et fixé sur la surface axiale 3j de la couronne intérieure 3, notamment par collage. Le dispositif de détection 24 comprend également un bloc capteur 26 comprenant un ou plusieurs éléments de détection, par exemple des cellules à effet Hall disposées autour du codeur multipolaire 25 avec un entrefer radial. Le bloc capteur 26 peut être fixé sur la couronne extérieure 2. Dans ce mode de réalisation, les couronnes 2 et 3 sont respectivement monoblocs, d'où un coût de fabrication faible. La bague intérieure 7 du roulement 4 est réalisée à partir d'un fil dont les extrémités sont mises bout à bout d'où là encore une réduction des coûts de fabrication. La bague extérieure 6 peut être également réalisée à partir d'un fil. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 4, les références des éléments semblables ont été conservées. La longueur axiale des couronnes extérieure 2 et intérieure 3 est légèrement supérieure à celle du mode de réalisation précédent, en particulier la longueur axiale de l'alésage 2a et de la surface extérieure axiale 3a. Le palier à roulement 1 comprend un roulement supplémentaire 27 disposé axialement entre le roulement 4 et le joint d'étanchéité 12. Le roulement supplémentaire 27 comprend une rangée d'éléments roulants 28, par exemple des rouleaux cylindriques, à espacement circonférentiel régulier maintenu par une cage 29. Le palier à roulement supplémentaire 27 comprend une bague extérieure 30 et une bague intérieure 31. Les bagues extérieure 30 et intérieure 31 peuvent se présenter sous la forme d'une bande annulaire allongée axialement et de faible épaisseur radiale. Les bagues extérieure 30 et intérieure 31 peuvent être annulaires ou encore en forme d'anneaux ouverts à extrémités mises en contact à l'instar de la bague intérieure 7 du roulement 4. Un bandage souple 32 est disposé entre la bague extérieure 30 et l'alésage 2a de la couronne extérieure 2. Un bandage souple 33 est disposé entre la bague intérieure 31 et la couronne intérieure 3. Dans le but d'assurer le positionnement axial de la bague intérieure 31, le bandage 33 peut être monté dans une rainure 31 ménagée dans la surface extérieure 3a de la couronne intérieure 3 entre les rainures 3b et 3c. La rainure 31 peut présenter une profondeur inférieure à celle des rainures 3b et 3c. Pour assurer un amortissement convenable des vibrations, le bandage 33 peut présenter des bords recouvrant les extrémités de la bague intérieure 31. De même, le bandage 32 peut présenter des rebords radiaux recouvrant les extrémités de la bague extérieure 30. Le palier à roulement comprend en outre une entretoise supplémentaire 34 qui peut être identique à l'entretoise 11, pour des raisons d'économie de fabrication. L'entretoise supplémentaire 34 peut être disposée entre la plaque 17 et le bandage 32. L'entretoise 11 peut être disposée entre le bandage 32 et le bandage 10 du roulement 4. Le palier à roulement illustré sur la figure 4 peut assurer la reprise de charges radiales importantes avec une bonne filtration des vibrations et un coût de fabrication raisonnable. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 5, les références des éléments semblables ont été reprises. Le palier à roulement 1 comprend deux roulements identiques à contact oblique montés en opposition et référencés 4 et 35. Chaque roulement 4, 35, comprend une rangée d'éléments roulants 5, 36, par exemple des billes, une bague extérieure 6, 37, une bague intérieure 7, 38 et une cage 8, 39 de maintien de l'espacement circonférentiel des éléments roulants 5, 36. Les bagues extérieures 6, 37 comprennent un chemin de roulement 6a, 37a s'étendant entre un plan radial passant par le centre des éléments roulants 5, 36 et un alésage 6b, 37b. Du côté opposé, le chemin de roulement se prolonge par un alésage 6c, 37c de diamètre supérieur à celui de l'alésage 6b, 37b de telle sorte que chaque roulement 4, 35 est capable de reprendre des charges axiales dans un seul sens et des charges radiales. Les roulements 4, 35 sont montés en opposition de telle sorte que l'ensemble constitué par le palier à roulement 1 soit capable de reprendre des charges axiales dans les deux sens. La rainure 31 présente une profondeur sensiblement égale à celle de la rainure 3b. Les bandages 32 et 33 du roulement 35 sont sensiblement identiques aux bandages 9 et 10 du roulement 4. L'entretoise 11 est disposée entre la plaque supplémentaire 17 et le bandage 32 de la bague extérieure 37 du roulement 35. L'alésage 2a peut présenter une zone libre entre les bandages 10 et 32. Les bagues intérieures 7, 38 présentent également des chemins de roulement 7a, 38a s'étendant d'un côté d'un plan passant par le centre des éléments roulants jusqu'à une surface extérieure axiale de grand diamètre. Le chemin de roulement 7a, 38a se prolonge du côté opposé par une surface extérieure axiale de petit diamètre. Dans ce mode de réalisation, le palier à roulement peut présenter un jeu nul ou négligeable en raison du serrage axial assuré par l'entretoise 11 et peut transmettre des charges radiales et axiales élevées. Pour permettre le serrage, il est préférable que l'alésage 2a s'étende jusqu'à la surface d'extrémité 2c. Ce mode de réalisation s'avère économique en ce sens que les roulements 4 et 37 peuvent être identiques. Comme dans les modes de réalisation précédents, les bagues intérieures 7, 38 peuvent se présenter sous la forme d'un anneau ouvert à extrémités mises bout à bout. Les bagues extérieures 3, 37 peuvent également se présenter sous la forme d'anneaux ouverts à extrémités mises bout à bout ou alternativement sous la forme d'anneaux fermés. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 6, les références des éléments semblables ont été reprises. La couronne extérieure 2 comprend sur son alésage 2f, une rainure annulaire 2j de section globalement rectangulaire et dans laquelle est disposé la bague extérieure 6 du roulement 4 et le bandage 10. La bague extérieure 6 est du type à bouts jointifs comme illustré sur la figure 3. La bague extérieure six présente donc une souplesse radiale lui permettant de passer dans l'alésage 2f pour reprendre sa forme initiale dans la rainure 2j. La couronne intérieure 3 comprend une surface axiale de petit diamètre 3b s'étendant jusqu'à proximité du rotor 19 du moteur électrique 18. La bague intérieure 7 du roulement 4 et le bandage 9 sont montés autour de la surface axiale 3b en contact avec l'épaulement séparant la surface axiale 3b de la surface extérieure 3a. Une entretoise 40 est disposée, par exemple emmanchée, autour de la surface axiale 3b entre le bandage 9 et le rotor 19. L'entretoise 40 peut-être métallique. Une rainure annulaire 41 est ménagée à partir de la surface extérieure de l'entretoise 40 pour y loger le talon du joint d'étanchéité 12. La lèvre du joint d'étanchéité 12 peut frotter sur la plaque supplémentaire 17. Dans ce mode de réalisation, la bague intérieure 7 du roulement 4 ne peut être circonférentiellement continue ou alternativement en forme d'anneau ouvert. Le montage de la bague intérieure 7 et du bandage 9 peut s'effectuer par un mouvement axial. L'entretoise 40 est ensuite introduite, puis le rotor 19 qui peut être maintenu par emmanchement sur la couronne intérieure 3. Selon d'autres variantes et sans sortir du cadre de l'invention, on peut utiliser, au lieu d'un roulement à billes à une rangée et deux points de contacts, un roulement à billes à une rangée de billes à trois ou quatre points de contacts avec l'un des deux chemins de roulement ou les deux chemins de roulement présentant en section droite un profil en ogive. Grâce à l'invention, on obtient un palier à roulement de fabrication économique et assurant un bon amortissement des vibrations. REVENDICATIONS 1. Dispositif de palier à roulement (1) comprenant au moins un roulement (4), une couronne extérieure (2) et une couronne intérieure (3), les couronnes étant montées à rotation l'une sur l'autre au moyen dudit au moins un roulement (4), le roulement (4) comprenant une bague extérieure (6) et une bague intérieure (7), caractérisé par le fait qu'il comprend un bandage amortisseur (9, 10) isolant lesdites bagues (6, 7) desdites couronnes correspondantes (2, 3), au moins une des bagues du roulement étant ouverte en un point de sa circonférence et ladite bague (7) étant logée dans une rainure annulaire (3b) de l'une des couronnes. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le bandage (9) est solidaire d'au moins une bague (7). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'autre couronne (2) comprend un alésage cylindrique (2a) à l'intérieur duquel est logée l'autre bague (6) du roulement (4). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un roulement (4) ou deux roulements (4, 27). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant des joints d'étanchéité (12, 13). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins une entretoise (11) venant en appui axiale contre la bague de roulement non logée dans une rainure. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un moteur (18). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couronne extérieure (2) et la couronne intérieure (3) sont respectivement monoblocs. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un dispositif de détection (24) de déplacement angulaire de la couronne tournante. 10. Appareil pour imagerie médicale comprenant un palier à roulement selon l'une quelconque des revendications précédentes, disposé entre une partie fixe et une partie tournante.