Tube à rayons X à palier perfectionnéAdvanced level X-ray tube
La présente invention a pour objet un tube à rayons X à anode tournante, à palier perfectionné et de préférence sous la forme d'une cartouche. Elle est utilisable dans le domaine de l'imagerie médicale, et aussi dans le domaine du contrôle non destructif lorsque des tubes à rayons X de grande puissance sont utilisés. Dans le domaine de la radiologie par rayons X en particulier, de tels rayonnements X sont produits par un tube électronique muni d'une anode en rotation sur un arbre. Un puissant champ électrique créé entre la cathode et l'anode permet à des électrons émis par la cathode de frapper l'anode en générant des rayons X. Pour cette émission, la polarité positive est appliquée sur l'anode par son arbre, la polarité négative sur la cathode. L'isolation de l'ensemble est assurée notamment par des diélectriques ou par une enceinte partiellement en verre du tube électronique. Quand le tube est utilisé à grande puissance, l'impact des électrons sur l'anode a pour effet d'échauffer anormalement cette anode. Si la puissance est trop forte, une piste émettrice de l'anode peut être détériorée, creusée de trous d'impact. Pour éviter une telle surchauffe, on prévoit de faire tourner l'anode, de façon à présenter devant le flux des électrons une surface toujours renouvelée, toujours froide. Un moteur du tube entraîne donc l'arbre de l'anode librement dans un (ou plusieurs) palier mécanique. Ce palier est situé dans une chambre d'anode. La chambre d'anode est elle-même formée dans un support de l'anode. Le palier est maintenu d'une part par le support d'anode et maintient d'autre part l'arbre de l'anode. En pratique, le palier comporte industriellement des roulements à billes classiques, par opposition à des paliers magnétiques peu utilisés. Le problème présenté par les anodes tournantes provient de l'usure rapide du métal revêtant les billes lors de la rotation de l'arbre dans le palier. La durée de vie est alors d'une centaine d'heures environ, conduisant à une durée d'utilisation du tube de l'ordre de six mois à un an. Pour remédier à ce problème, il a été envisagé, dans un premier temps, de revêtir les billes par du métal, du plomb ou de l'argent sous forme d'une couche fine. The present invention relates to a rotating anode X-ray tube with improved bearing and preferably in the form of a cartridge. It is useful in the field of medical imaging, and also in the field of non-destructive testing when high-power X-ray tubes are used. In the field of X-ray radiology in particular, such X-rays are produced by an electron tube provided with an anode rotating on a shaft. A strong electric field created between the cathode and the anode allows electrons emitted by the cathode to strike the anode by generating X-rays. For this emission, the positive polarity is applied to the anode by its shaft, the polarity negative on the cathode. The insulation of the assembly is provided in particular by dielectrics or a partially glass enclosure of the electron tube. When the tube is used at high power, the impact of the electrons on the anode has the effect of abnormally heating the anode. If the power is too strong, an anode emitting track may be damaged, dug by impact holes. To avoid such overheating, it is expected to rotate the anode, so as to present before the flow of electrons a constantly renewed surface, always cold. A motor of the tube thus drives the shaft of the anode freely in one (or more) mechanical bearings. This bearing is located in an anode chamber. The anode chamber is itself formed in a support of the anode. The bearing is held on the one hand by the anode support and on the other hand maintains the anode shaft. In practice, the bearing industrially comprises conventional ball bearings, as opposed to magnetic bearings little used. The problem presented by the rotating anodes comes from the rapid wear of the metal coating the balls during the rotation of the shaft in the bearing. The lifetime is then about one hundred hours, leading to a duration of use of the tube of the order of six months to a year. To remedy this problem, it was envisaged, initially, to coat the beads with metal, lead or silver in the form of a thin layer.
Puis afin de réduire cette usure prématurée de la couche de métal, on prévoit aussi de disposer à l'interface entre les surfaces des billes et l'arbre, entre le palier et l'arbre de l'anode, un film lubrifiant. Dans ce but, on fait couler à l'intérieur de la chambre un liquide, par exemple, à base de Gallium, Indium et Etain. Un tel liquide est choisi parce qu'il améliore le coefficient de friction, qu'il diminue le bruit des chocs entre les billes et qu'il augmente le transfert de la chaleur, due à l'échauffement de l'anode, vers la partie fixe, soit par convection soit par conduction. D'autres liquides lubrifiants ne sont pas retenus parce qu'ils ont de mauvaises propriétés de dégazage. La puissance exigée par les tubes électroniques augmente pour améliorer le diagnostic. Cette augmentation de puissance conduit à augmenter le poids de l'anode, jusqu'à six à huit kilogrammes. Par conséquent les effets au sein du palier deviennent critiques. En outre dans une utilisation dans un tomodensitomètre à rotation continue, à deux tours par seconde, le palier subit une accélération correspondant à environ huit fois l'attraction terrestre g. Il est attendu des vitesses de rotation de trois à quatre tours par seconde. En conséquence, la durée de vie du palier, et donc du tube, avec les pièces de roulement et le liquide Gallium, Indium et Etain, peut être limitée dans le temps. Afin d'améliorer la performance du palier, les pistes de roulement extérieure et intérieure ainsi que les pièces en mouvement dans l'espace intermédiaire (cylindres, cônes, rouleaux, diabolo) sont recouvertes d'un matériau céramique. Ce matériau offre une surface avec des aspérités et un relief minimum, donc une surface particulièrement lisse correspondant à un coefficient de rugosité (Ra) de l'ordre du micromètre. Ce faible relief permet de réduire l'épaisseur de lubrifiant nécessaire à l'absence de contacts entre les surfaces des pistes et entre les surfaces de chacun des roulements du palier. Mais quand le film se casse ou se rompt, les surfaces entrent alors en contact. Le régime est alors qualifié de régime direct très abrasif même pour des paliers comportant des pistes et ou des pièces de roulement en matériau céramique. Aussi le problème consiste, notamment, à améliorer l'absence totale de contact entre la surface des pistes intérieure et extérieure des paliers et la surface des pièces de roulement utilisées. Le liquide lubrifiant, sous la forme d'alliages à base de Gallium présent dans la chambre et dans le palier, a pour rôle de répondre à cette demande. Mais, sous vide, la viscosité de cet alliage est nulle et ne permet donc pas, lors de la rotation de l'arbre de l'anode à pleine vitesse, d'atteindre un régime élastohydrodynamique. Ce régime permet une rotation de l'arbre d'anode suffisamment libre et flottante dans le lubrifiant des paliers pour éviter tout contact entre les surfaces en mouvement (hydrodynamique ). Ce régime élastohydrodynamique permet également, pendant la rotation de l'anode, que son arbre soit suffisamment prisonnier et rigide entre les paliers afin d'éviter des modifications sensibles de sa direction, et aussi que l'arbre ne vibre en créant un phénomène de résonance de l'ensemble du support, ou que l'arbre subissent une trop forte déformation mécanique non réversible (régime élastique). Sous l'effet de l'accélération et de la force centrifuge, un gradient de pression (pressions de 1 à 2 Gigapascals) s'installe et le lubrifiant présent dans la chambre, et plus particulièrement dans les paliers, est chassé par intermittence des zones à lubrifier entraînant des contacts directs entre les surfaces de roulements des paliers (les pistes) et les pièces de roulement eux-mêmes. Or, lors de ces contacts, les paliers, même en céramiques, sous ambiance sous vide de la chambre s'usent très vite. La présente invention a pour but de maintenir la présence permanente d'un film lubrifiant d'épaisseur minimale, notamment à base d'alliage de Gallium entre les surfaces fixes et en mouvement du ou des paliers pendant la rotation de l'arbre d'anode. Pour ce maintien, des motifs en relief, par exemple des rainures, sont apposés sur les surfaces correspondant aux pistes intérieure et extérieure du palier et ou sur les pièces de roulement elles-mêmes. Les rainures, sur ces surfaces très lisses en matériau céramique, ont, à titre indicatif, pour profondeur quelques nanomètres. Ces rainures sont conçues de façon à maintenir un gradient de pression continu et homogène aux endroits où l'alliage lubrifiant à base de Gallium tend à fuir pendant la rotation de l'arbre. En effet, un palier comporte deux couronnes opposées l'une à l'autre entre lesquelles circule des pièces de roulement. Une couronne extérieure est fixée au support de l'anode et comporte une piste extérieure de circulation des pièces de roulement et une autre couronne intérieure solidaire de l'axe de rotation de l'anode comporte une piste intérieure de circulation de ces mêmes pièces de roulement. Les deux pistes sont, par exemple, creusées dans leurs couronnes respectives en formant une goulotte aux dimensions des pièces de roulement qui y gravitent. Or, du fait des très fortes accélération subies par les paliers, un gradient de pression se crée dans l'épaisseur du film lubrifiant. Cette épaisseur est l'épaisseur minimale nécessaire à éviter tout contact entre les surfaces des pistes et des pièces de roulement. Les motifs rainurés en formes de chevrons dans un exemple, à la fois imbriqués les uns dans les autres et côtes à côtes, permettent de compenser ce gradient de pression en capturant ou en pompant le liquide lubrifiant puis en le chassant dans une direction opposée à celle correspondant à la rotation du palier et des pièces de roulement. Ces chevrons permettent aussi d'éviter la fuite hors du palier du liquide lubrifiant en compensant le gradient de pression dans l'épaisseur du film et en conservant un film lubrifiant homogène et continu entre les pistes et les pièces de roulement à l'endroit même où les contraintes de pression sont les plus fortes en l'occurrence sous les pièces de roulement. L'invention a donc pour objet un tube à rayons X comportant - une enceinte où sont produits des rayons X, - dans l'enceinte, un arbre, une cathode, une anode située en regard de la cathode et tournante sur l'arbre, et un support fixe d'arbre d'anode, - le support comporte des paliers de type roulement à pièces de roulement comportant chacun deux pistes de roulement, une piste intérieure et une piste extérieure, pistes entre lesquelles circulent en roulement les pièces de roulement, caractérisé en ce que - les pistes de roulements et ou les pièces de roulement comportent un ou plusieurs motifs en relief sur la surface des pistes et ou des pièces de 25 roulement. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent : - figure 1: une représentation schématique en coupe d'un tube à 30 rayons X selon l'invention ; - figure 2: une représentation en coupe du support de l'arbre d'anode avec une chambre et les paliers ; - figure 3a et 3b : deux représentations d'un palier avec des roulements cylindriques (couronne et piste intérieure) et de sa piste intérieure 35 avec des motifs à chevrons selon l'invention ; -figure 4a et 4b : deux représentations en coupe de deux paliers complet avec, à gauche, des pièces de roulements elliptiques avec des axes de rotation non parallèles à l'axe de rotation de l'arbre d'anode (Figure 4a) et, à droite, un palier avec des roulements cylindriques dont les axes de rotation sont parallèles à l'axe de rotation de l'arbre d'anode (Figure 4b) ; - figure 5a et 5b : deux représentations en coupe des pistes intérieure et extérieure du palier avec, à gauche schématisé, un motif moins stable (Figure 5a) et, à droite schématisé, un motif stable (Figure 5b). La figure 1 montre un tube 1 à rayon X selon l'invention. Le tube 1 comporte une enceinte 2. Par exemple, l'enceinte 2 est celle délimitée par une paroi 3 du tube 1. Le tube 1 comporte également une anode tournante 4. L'anode tournante 4 est située en regard d'une cathode 5. A l'intérieur de l'enceinte 2 du tube 1 se trouve un moteur 6 d'entraînement en rotation de l'anode 4. L'anode 4 comporte un arbre 7 d'anode. La cathode 5 est située en regard d'une piste 8 d'anode. Lorsque l'anode 4 est alimentée en haute tension, des électrons sont arrachés de la cathode 5 et, sous l'effet d'un puissant champ électrique, viennent frapper la piste 8 d'anode. Sous l'effet de cette percussion, la piste 8 d'anode constituée d'un matériau émissif de rayons X, émet un rayonnement X 9. Le rayonnement 9 sort du tube 1 par une fenêtre 10 réalisée dans la paroi 3. La fenêtre 10 est, par exemple en verre, en un matériau transparent aux rayons X. Elle est étanche à l'air. L'enceinte 2 ainsi formée est mise sous vide d'une manière conventionnelle, en particulier par un orifice, non représenté, d'aspiration, obstrué par la suite par un queusotage. Then, in order to reduce this premature wear of the metal layer, provision is also made to provide, at the interface between the surfaces of the balls and the shaft, between the bearing and the anode shaft, a lubricating film. For this purpose, a liquid is poured into the chamber, for example, based on gallium, indium and tin. Such a liquid is chosen because it improves the coefficient of friction, reduces the noise of shocks between the balls and increases the heat transfer, due to the heating of the anode, to the part fixed, either by convection or by conduction. Other lubricating liquids are not retained because they have poor degassing properties. The power required by the electronic tubes increases to improve the diagnosis. This increase in power leads to increase the weight of the anode, up to six to eight kilograms. As a result, the effects within the plateau become critical. Furthermore, in use in a continuous rotation CT scanner, at two revolutions per second, the bearing undergoes an acceleration corresponding to about eight times the earth's gravitational attraction. Rotational speeds of three to four revolutions per second are expected. As a result, the service life of the bearing, and therefore the tube, with the rolling parts and Gallium, Indium and Etain liquid can be limited in time. In order to improve the performance of the bearing, the outer and inner bearing tracks as well as the moving parts in the intermediate space (cylinders, cones, rollers, diabolo) are covered with a ceramic material. This material offers a surface with asperities and a minimum relief, so a particularly smooth surface corresponding to a roughness coefficient (Ra) of the order of a micrometer. This low relief makes it possible to reduce the thickness of lubricant necessary for the absence of contact between the surfaces of the tracks and between the surfaces of each of the bearings of the bearing. But when the film breaks or breaks, the surfaces come into contact. The system is then called a very abrasive direct regime even for bearings with tracks and or rolling parts made of ceramic material. Also the problem consists, in particular, to improve the total absence of contact between the inner and outer bearing surface of the bearings and the surface of the rolling parts used. The lubricant liquid, in the form of Gallium alloys present in the chamber and in the bearing, has the role of responding to this demand. But, under vacuum, the viscosity of this alloy is zero and therefore does not allow, during the rotation of the anode shaft at full speed, to reach an elastohydrodynamic regime. This regime allows rotation of the anode shaft sufficiently free and floating in the bearing lubricant to avoid contact between moving surfaces (hydrodynamic). This elastohydrodynamic regime also allows, during the rotation of the anode, its shaft is sufficiently prisoner and rigid between the bearings to avoid significant changes in its direction, and also that the tree vibrates creating a resonance phenomenon of the whole support, or that the tree undergoes a strong mechanical non-reversible deformation (elastic regime). Under the effect of the acceleration and the centrifugal force, a pressure gradient (pressures of 1 to 2 Gigapascals) settles and the lubricant present in the chamber, and more particularly in the bearings, is driven intermittently from the zones. to lubricate causing direct contact between the bearing surfaces of the bearings (the tracks) and the bearing parts themselves. Now, during these contacts, the bearings, even in ceramics, under vacuum atmosphere of the chamber wear out very quickly. The object of the present invention is to maintain the permanent presence of a lubricating film of minimum thickness, in particular based on a Gallium alloy, between the fixed and moving surfaces of the bearing or bearings during the rotation of the anode shaft. . For this maintenance, patterns in relief, for example grooves, are affixed to the surfaces corresponding to the inner and outer tracks of the bearing and or on the rolling parts themselves. The grooves, on these very smooth surfaces made of ceramic material, have, as an indication, for depth a few nanometers. These grooves are designed to maintain a continuous and homogeneous pressure gradient at locations where the gallium lubricant alloy tends to leak during shaft rotation. Indeed, a bearing comprises two rings opposite one another between which circulates rolling parts. An outer ring is attached to the support of the anode and has an outer race of circulation of the rolling parts and another inner ring integral with the axis of rotation of the anode comprises an inner race of circulation of these same rolling parts. . The two tracks are, for example, dug in their respective crowns forming a chute to the dimensions of the rolling parts which gravitate. However, because of the very high acceleration experienced by the bearings, a pressure gradient is created in the thickness of the lubricant film. This thickness is the minimum thickness necessary to avoid any contact between the surfaces of the tracks and the rolling parts. The grooved patterns in chevron shapes in one example, both nested within each other and side by side, make it possible to compensate for this pressure gradient by capturing or pumping the lubricating liquid and then driving it in a direction opposite to that corresponding to the rotation of the bearing and rolling parts. These rafters also make it possible to avoid the leakage of lubricant liquid from the bearing by compensating for the pressure gradient in the thickness of the film and by maintaining a homogeneous and continuous lubricant film between the tracks and the rolling parts at the same place where the pressure stresses are the strongest in this case under the rolling parts. The subject of the invention is therefore an X-ray tube comprising - an enclosure in which X-rays are produced, - in the enclosure, a shaft, a cathode, an anode located facing the cathode and rotating on the shaft, and a fixed support of anode shaft, the support comprises rolling bearing type bearings each comprising two raceways, an inner track and an outer race, tracks between which the rolling parts run, characterized in that - the bearing tracks and or rolling parts comprise one or more patterns in relief on the surface of the tracks and or rolling parts. The invention will be better understood on reading the description which follows and on examining the figures which accompany it. These are presented only as an indication and in no way limitative of the invention. The figures show: FIG. 1: a schematic representation in section of an X-ray tube according to the invention; - Figure 2: a sectional representation of the support of the anode shaft with a chamber and the bearings; - Figure 3a and 3b: two representations of a bearing with cylindrical bearings (crown and inner race) and its inner race 35 with herringbone patterns according to the invention; FIGS. 4a and 4b: two representations in section of two complete bearings with, on the left, elliptical bearing parts with axes of rotation that are not parallel to the axis of rotation of the anode shaft (FIG. 4a) and, on the right, a bearing with cylindrical bearings whose axes of rotation are parallel to the axis of rotation of the anode shaft (Figure 4b); - Figure 5a and 5b: two representations in section of the inner and outer tracks of the bearing with, schematically left, a less stable pattern (Figure 5a) and, schematically right, a stable pattern (Figure 5b). Figure 1 shows an X-ray tube 1 according to the invention. The tube 1 comprises an enclosure 2. For example, the enclosure 2 is that delimited by a wall 3 of the tube 1. The tube 1 also comprises a rotating anode 4. The rotating anode 4 is located facing a cathode 5 Within the chamber 2 of the tube 1 is a motor 6 for rotating the anode 4. The anode 4 comprises an anode shaft 7. The cathode 5 is located opposite an anode track 8. When the anode 4 is supplied with high voltage, electrons are torn from the cathode 5 and, under the effect of a strong electric field, strike the anode track 8. Under the effect of this percussion, the anode track 8 consists of an X-ray emissive material, emits X-radiation 9. The radiation 9 exits the tube 1 by a window 10 made in the wall 3. The window 10 is, for example glass, an X-ray transparent material. It is airtight. The chamber 2 thus formed is evacuated in a conventional manner, in particular by an orifice, not shown, of suction, which is subsequently obstructed by a twinning.
Pour maintenir l'anode 4 en rotation, le tube 1 est muni d'un support 11 d'anode 4. Ce support 11 est creux et comporte une chambre 12. Au sein de la chambre 12, des paliers tels que 13 et 23 assurent le maintien de l'anode 4 par le support 11. Pour résoudre les problèmes de lubrification mais aussi de transport de chaleur de la rotation de l'anode 4, il est prévu de remplir la chambre 12 avec un alliage liquide Gallium, Indium, Etain. On peut néanmoins lubrifier les paliers 13 et 23 par des moyens plus traditionnels. Les paliers 13 et 23 comportent une couronne extérieure 14 (Figure 2) solidaire, d'un côté, du support 11 d'arbre 7 d'anode et offrant, de l'autre côté, une piste extérieure 15 de roulement. Les paliers 13 et 23 comportent également une couronne intérieure 16 solidaire d'un côté de l'arbre 7 d'anode 4 et offrant de l'autre côté une piste intérieure de roulement 17. Entre ces deux couronnes 14 et 16 et sur ces deux pistes 15 et 17 sont en mouvement les pièces de roulement 18. A l'interface entre les pièces de roulements 18 et les pistes de roulement 15 et 17 est présent un film lubrifiant, par exemple à base de Gallium. Ce même liquide lubrifiant peut de préférence être présent dans toute la chambre 12. Le problème est celui d'avoir des paliers 13 et 23 insuffisamment performants pour permettre une rotation la plus fluide possible de l'arbre 7 d'anode 4. To keep the anode 4 in rotation, the tube 1 is provided with an anode support 4. This support 11 is hollow and comprises a chamber 12. Within the chamber 12, bearings such as 13 and 23 ensure the maintenance of the anode 4 by the support 11. To solve the problems of lubrication but also of heat transport of the rotation of the anode 4, it is expected to fill the chamber 12 with a liquid alloy Gallium, Indium, Etain . However, the bearings 13 and 23 can be lubricated by more traditional means. The bearings 13 and 23 comprise an outer ring 14 (FIG. 2) integral on one side with the anode shaft holder 7 and providing, on the other side, an outer race 15 for rolling. The bearings 13 and 23 also comprise an inner ring 16 secured to one side of the anode shaft 4 and providing on the other side an inner race 17. Between these two rings 14 and 16 and on these two tracks 15 and 17 are moving the rolling parts 18. At the interface between the bearing parts 18 and the raceways 15 and 17 is present a lubricating film, for example based Gallium. This same lubricating liquid may preferably be present throughout the chamber 12. The problem is that of bearings 13 and 23 insufficiently performing to allow rotation as fluid as possible of the shaft 7 of anode 4.
Il faut empêcher qu'un jeu trop important ne soit présent ou ne s'installe dans l'espace occupé par le film lubrifiant. En effet il faut éviter que l'arbre 7 d'anode en rotation ne puisse perdre son alignement, qu'il n'entre en vibration ou bien qu'il ne subisse une translation d'avant en arrière. En même temps, si le jeu est très réduit et s'il conduit à un film lubrifiant très mince, il faut empêcher que le film ne se casse. A titre de perfectionnement les pièces de roulements 18 utilisés dans les paliers 13 et 23 sont préférentiellement de formes elliptiques ou cylindriques afin de garantir une surface de contact de roulement plus grande. Cette surface de contact est longitudinale. Cette surface de contact longitudinale permet alors de plus facilement conserver une étroite cohésion, malgré les très fortes contraintes, entre les deux couronnes intérieure et extérieure 16 et 14 et donc d'assurer plus aisément un parallélisme de l'arbre 7 de rotation de l'anode 4 avec l'axe longitudinal du support 11. Toujours à titre de perfectionnement, la présence d'une goulotte 19, Figure 3, usinée dans chaque couronne 14 et 16 aux dimensions des pièces 18 de roulement et correspondant aux pistes de roulements 15 et 17 permet d'atténuer des effets de translation de l'arbre 7 d'anode 4. De même l'inclinaison de l'axe 20 de rotation d'une pièce 18 de roulement au sein du palier 13, Figure 4a, permet en contre réaction d'empêcher ou d'annihiler la translation de l'arbre 7 d'anode tournante. Dans un exemple préféré en mettant face à face deux paliers dont les pièces de roulement sont inclinés de façon symétrique, ces paliers bloqueront la translation de l'arbre 7 d'anode et par la droite et par la gauche. Ainsi pour aboutir à un bon compromis, dans l'invention on utilise un film mince et on réalise des motifs en reliefs sur la surface des pistes et ou sur les surfaces de roulement des pièces de roulement. Ces motifs freinent la fuite du lubrifiant et empêche que le film ne se casse. Grâce à ces motifs l'équilibre autorise un film suffisamment mince pour éviter des vibrations de l'arbre 7 d'anode mais suffisamment épais pour qu'il ne casse plus (suppression de l'abrasion des roulements). La finesse du film est également importante pour une autre raison : plus le film est épais, plus les effets de perte de puissance et de charge, lors de la rotation, sont importants. La solution consiste alors à créer les motifs en relief 21 (Figure 3b) à la surface des pistes de roulement 15 et 17 et ou à la surface des roulements 18. Ces motifs sont créés grâce à des rainures de profondeur de l'ordre du nanomètre sous la forme de courbes ouvertes ou fermées. Ils pourraient être créés sous la forme de surépaisseur par exemple des joncs soudés en zigzag sur les surfaces de roulement. Un motif préféré consiste à rainurer les pistes intérieure et extérieure 17 et 15 du palier par des chevrons, Figure 3b, représentés par des V inversés. Ces motifs 21 à chevrons 25 permettent, lors de la rotation de l'arbre 7 d'anode tournante d'attirer en le pompant le liquide lubrifiant dans les rainures puis de le chasser d'avant en arrière dans le sens convexe ù concave du V c'est à dire le chasser des réceptacles formés par les pointes des V 25 vers les extrémités des branches des V. Le courant de liquide forme à l'arrière du V une crête 22. En particulier les pointes des V sont orientées dans le sens du roulement des pièces 18 de roulement sur les pistes 17 et 15. En pratique sur la piste 17, Figure 3b et sur la piste 15 (non représentée) les pointes des V sont orientées vers le haut si les pièces de roulement 18 roulent pour se déplacer dans le sens de la flèche 27. Par ailleurs en imbriquant, les uns derrière les autres, les chevrons tout au long du pourtour de chacune des pistes intérieure et extérieure 17 et 15, on crée un courant ou un flux de liquide lubrifiant au sein de la goulotte 19 essentiellement localisé sous les pièces de roulement. It must be prevented that too much play is present or is installed in the space occupied by the lubricating film. Indeed, it must be avoided that the shaft 7 of rotating anode can lose its alignment, it does not vibrate or it undergoes a translation back and forth. At the same time, if the game is very small and if it leads to a very thin lubricant film, it is necessary to prevent the film from breaking. By way of improvement, the bearing parts 18 used in the bearings 13 and 23 are preferably elliptical or cylindrical in order to guarantee a greater rolling contact surface. This contact surface is longitudinal. This longitudinal contact surface then makes it easier to maintain a close cohesion, despite the very high stresses, between the two inner and outer rings 16 and 14 and thus to ensure more easily a parallelism of the shaft 7 of rotation of the anode 4 with the longitudinal axis of the support 11. Still to improve, the presence of a chute 19, Figure 3, machined in each ring 14 and 16 to the dimensions of the rolling parts 18 and corresponding to the bearing tracks 15 and 17 makes it possible to attenuate translation effects of the anode shaft 4. Similarly, the inclination of the axis 20 of rotation of a rolling member 18 within the bearing 13, FIG. reaction to prevent or annihilate the translation of the rotating anode shaft 7. In a preferred example by putting two bearings facing each other whose rolling parts are inclined symmetrically, these bearings will block the translation of the anode shaft 7 and the right and left. Thus, to achieve a good compromise, in the invention a thin film is used and patterns are made in relief on the surface of the tracks and or on the rolling surfaces of the rolling parts. These patterns curb the leakage of the lubricant and prevent the film from breaking. Thanks to these reasons, the equilibrium allows a sufficiently thin film to avoid vibrations of the anode shaft 7 but sufficiently thick so that it no longer breaks (removal of the abrasion of the bearings). The fineness of the film is also important for another reason: the thicker the film, the greater the effects of power loss and load during rotation. The solution then consists in creating the raised patterns 21 (FIG. 3b) on the surface of the rolling tracks 15 and 17 and or on the surface of the bearings 18. These patterns are created by means of depth grooves of the order of one nanometer in the form of open or closed curves. They could be created in the form of overthickness for example zigzag welded rods on the running surfaces. A preferred pattern is to groove the inner and outer tracks 17 and 15 of the bearing by chevrons, Figure 3b, represented by inverted V. These herringbone patterns 21 allow, during the rotation of the rotating anode shaft 7 to attract by pumping the lubricating liquid in the grooves and then to drive it back and forth in the convex direction concave of the V that is to say, to drive it from the receptacles formed by the tips of the V 25 towards the ends of the branches of the V. The liquid stream forms at the rear of the V a peak 22. In particular the tips of the V are oriented in the direction of the bearing of the rolling parts 18 on the tracks 17 and 15. In practice on the track 17, Figure 3b and on the track 15 (not shown) the tips of the V are oriented upwards if the rolling parts 18 roll for themselves. move in the direction of the arrow 27. Moreover, by interlocking, one behind the other, the rafters all around the perimeter of each of the inner and outer tracks 17 and 15, creates a current or a flow of lubricant liquid within chute 19 basically t located under the rolling parts.
En générant ce courant à l'opposé du sens de rotation de l'arbre 7 d'anode, il est alors possible de contrer localement, au sein du film, les effets d'apparition du gradient de pression. Néanmoins , il est important que ces motifs 21 à chevrons rainurés sur les pistes 15 et 17 et ou sur les pièces de roulement 18 génèrent un flux uniforme et localement stable sous ces pièces de roulement 18. Or on constate que la présence d'un seul chevron dans le sens de la largeur des pistes 15 et 17 et ou transversalement à la surface des pièces de roulement 18 peut quelquefois créer, Figure 5a, une crête 22 du flux de liquide lubrifiant. By generating this current opposite to the direction of rotation of the anode shaft 7, it is then possible to counter locally, within the film, the effects of occurrence of the pressure gradient. Nevertheless, it is important that these herringbone patterns 21 grooved on the tracks 15 and 17 and or on the rolling parts 18 generate a uniform and locally stable flow under these rolling parts 18. However, it is found that the presence of a single chevron in the direction of the width of the tracks 15 and 17 and or transversely to the surface of the rolling parts 18 can sometimes create, Figure 5a, a peak 22 of the lubricant liquid flow.
Cette crête est centrée sur la pointe du chevron 25. Cette crête 22 peut avoir pour conséquence de provoquer, sous la pièce de roulement 18 une sorte de pivot au centre duquel la pièce de roulement 18 oscille de façon aléatoire tantôt à droite, tantôt à gauche. La pièce de roulement 18 n'offre pas alors une surface bien parallèle aux pistes 15 et 17 du palier 13. La pièce de roulement 18 n'est pas alors suffisamment stable et l'épaisseur du film n'est plus homogène et des contacts directs entre elle et les pistes 15 et 17 peuvent alors avoir lieu. Elle peut s'user plus vite que prévu. De la même façon qu'on prévoit des paliers 23 espacés le long de l'axe de l'arbre 7 d'anode pour assurer un bon roulement, la présence de crêtes 22 de liquide lubrifiant décalées longitudinalement (le long de l'axe de l'arbre 7 d'anode) stabilise le roulement. Le perfectionnement consiste alors à positionner côte à côte au moins deux chevrons 25 et 26, Figure 5b, ce qui grâce aux deux crêtes 22 ainsi formées par le flux de liquide lubrifiant lors de la rotation de l'arbre 7 d'anode permet de stabiliser, en équilibre sur les deux crêtes, la pièce de roulement 18 de façon bien parallèle aux pistes 15 et 17. Les motifs 21 en relief sont montrés ici comme formés par des lignes ouvertes, les V sont présents seuls ou côtes à côtes. Il est possible de prévoir des motifs 21 avec des lignes fermées (par exemple des cercles) pour piéger des particules de film du lubrifiant dans le même but. La solution avec des lignes ouvertes est préférée. Les pièces de roulement sont soit de simples pièces en métal (en acier en pratique) ou de préférence recouverte d'un matériau plus résistant notamment la céramique. De plus il est important de noter qu'un dispositif d'étanchéité 24 (Figure 1) est présent en sortie de support 11 de l'arbre 7 d'anode afin d'éviter toute fuite de liquide lubrifiant lorsque la chambre 12 est remplie de ce liquide. Grâce aux motifs 21 la durée de vie des paliers 13 et 23 même en céramique se trouve considérablement rallongée. This ridge is centered on the tip of the chevron 25. This ridge 22 may have the effect of causing, under the rolling part 18 a kind of pivot in the center of which the rolling part 18 oscillates randomly sometimes to the right, sometimes to the left . The rolling element 18 does not then offer a surface that is well parallel to the tracks 15 and 17 of the bearing 13. The rolling element 18 is not then sufficiently stable and the thickness of the film is no longer homogeneous and direct contacts between it and tracks 15 and 17 can then take place. It can wear faster than expected. In the same way that bearings 23 spaced along the axis of the anode shaft 7 are provided to ensure a good rolling, the presence of ridges 22 of lubricant liquid offset longitudinally (along the axis of the anode shaft 7) stabilizes the bearing. The improvement then consists in positioning side by side at least two chevrons 25 and 26, FIG. 5b, which, thanks to the two ridges 22 thus formed by the flow of lubricating liquid during the rotation of the anode shaft 7, makes it possible to stabilize , in equilibrium on both ridges, the rolling member 18 in a manner well parallel to the tracks 15 and 17. The patterns 21 in relief are shown here as formed by open lines, the V are present alone or side by side. It is possible to provide patterns 21 with closed lines (eg circles) for trapping film particles of the lubricant for the same purpose. The solution with open lines is preferred. The rolling parts are either simple metal parts (made of steel in practice) or preferably covered with a more resistant material including ceramic. In addition, it is important to note that a sealing device 24 (FIG. 1) is present at the support outlet 11 of the anode shaft 7 in order to prevent leakage of the lubricating liquid when the chamber 12 is filled with this liquid. Due to the patterns 21, the service life of the bearings 13 and 23, even in ceramics, is considerably lengthened.
De plus le comportement individuel de chaque roulement 18, grâce à sa forme spécifique (cylindrique, sphérique ou elliptique) et grâce à la présence du film de liquide lubrifiant entre les pistes intérieure et extérieure 15 et 17 du palier 13 peut s'apparenter à celui d'un palier radial. Moreover, the individual behavior of each bearing 18, thanks to its specific shape (cylindrical, spherical or elliptical) and thanks to the presence of the film of lubricating liquid between the inner and outer tracks 15 and 17 of the bearing 13 may be similar to that a radial bearing.