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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de
BREVET D'INVENTION formée par Deutsche Gesellschaft für Wiederaufarbeitung von Kernbrennstoffen mbH. pour : "Dispositif de manipulation pour le travail commandé à distance avec des moyens d'exploitation" Priorité d'une demande de brevet déposée en République Fédérale allemande le 3 mars 1983, sous le NO P 33 07 456.9.
Inventeur : Horst Halm.
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Dispositif-de manipulation pour le travail commandé à distance avec des moyens d'exploitation.
Des installations pour le retraitement de combustibles nucléaires brûlés comportent des cellules appelées grandes cellules chaudes pour la réception de la partie technologique des processus industriels.
Des éléments constitutifs opératoires sont montés dans des cadres ou des bâtis dans ces grandes cellules de protection vis-à-vis du rayonnement.
La maintenance à l'intérieur de la grande cellule chargée par un rayonnement radioactif doit être effectuée autant que possible sans qu'il y ait nécessité que des travailleurs pénètrent dans la cellule. Par conséquent, la maintenance est effectuée par l'intermédiaire de machines de manipulation à distance pouvant être déplacées.
Pour défaire et assembler des liaisons par vis dans des positions prédéterminées, on utilise des tournevis à percussion, commandés à distance et qui sont déplacés à l'aide d'une grue ou à l'aide d'un manipulateur à moteur.
Il est connu de bloquer le tournevis à percussion dans une monture sur laquelle sont fixés deux oeillets de suspension. Suivant l'attaque du crochet de grue ou du manipulateur moteur, l'outil est amené dans la zone de travail en position à suspension
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verticale ou horizontale. Le changement de la position horizontale à la position verticale est bien entendu compliqué et long. Le manipulateur moteur ou la grue se déplace avec l'outil jusqu'à un poste de démontage où l'outil est démonté et le crochet de charge est enlevé d'un des oeillets de suspension.
Ensuite, le crochet de charge est accroché dans l'autre oeillet et le manipulateur moteur ou la grue revient à l'endroit d'utilisation.
Lors du déplacement dans une autre position de travail, le dispositif doit être décroché et être à nouveau monté dans l'autre oeillet de suspension.
Lors du changement d'accrochage ou de préhension il existe le danger que le dispositif, y compris le moyen d'exploitation, tombe ou glisse hors du crochet et ne puisse être récupéré qu'avec de grandes difficultés.
Il a par conséquent déjà été proposé (modèle d'utilité allemand 81 30 849) de permettre un changement plus rapide de la position de travail grâce au fait que la monture est fixée sur la suspension de façon à pouvoir tourner par l'intermédiaire d'un tourillon. Le centre de gravité de l'outil, la monture comprise, se trouve devant l'axe de rotation du tourillon, vu dans la direction de travail. La monture porte une plaque sur laquelle un cliquet d'arrêt est monté de façon à pouvoir tourner dans une cheville de montage. Le cliquet d'arrêt est appliqué alternativement contre deux butées par un ressort de pression.
La suspension comporte un écran latéral sur lequel des broches de butée et deux cames sont disposées suivant un agenceir. em : en forme de secteur de cercle.
L'inconvénient de ce dispositif réside dans le nombre important de pièces mobiles. Le dispositif lui-même exige des travaux fréquents d'entretien et
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de réparations.
Le problème à la base de l'invention est de réaliser un dispositif du type décrit en tête du présent mémoire de manière qu'avec une faible dépense en moyens-techniques pour le dispositif de manipulation, un changement rapide de la position de travail horizontale à la position de travail verticale soit possible.
Ce problème est résolu suivant l'invention grâce au fait que la monture comporte deux joues, disposées parallèlement l'une par rapport à l'autre, qui sont fixées latéralement sur l'outil, que les joues comportent des boutonnières longitudinales identiques comportant des positions d'extrémité qui correspondent aux positions communes horizontale et verticale du centre de gravité de l'outil et de la monture, et que la suspension est constituée par un joug de support pouvant être déplacé par rapport à la monture, le joug de support étant guidé dans les boutonnières longitudinales, par son extrémité inférieure.
L'outil est serré et fixé entre deux joues disposées parallèlement l'une par rapport à l'autre.
Les joues comportent des boutonnières longitudinales avec des positions d'extrémité qui correspondent aux positions horizontale et verticale du centre de gravité de toute l'unité constituée par l'outil et la monture. Le joug de support est monté, de façon à pouvoir pivoter et à pouvoir se déplacer, par l'intermédiaire d'un guidage, dans ces boutonnières longitudinales constituant un guide de coulisse. Le joug de support est fixé sur une bride du moufle de la grue ou avec un crochet de charge normal. L'extrémité inférieure du joug de support peut se déplacer librement, à l'intérieur des boutonnières longitudinales qui sont-inclinées, d'une position d'extrémité à
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l'autre.
Si le tournevis à percussion se trouve dans la position de travail horizontale, l'extrémité guidée du joug de support se trouve dans la position d'extrémité qui correspond à la position horizontale du centre de gravité de l'unité. Si on doit passer de la position de travail horizontale à la position de travail verticale, le dispositif. est placé sur une surface quelconque à l'aide de la grue et le joug de support est déplacé par déplacement du moufle de grue par rapport à la monture. Grâce à un mouvement de levage suivant de la grue, l'extrémité guidée du joug de support glisse dans la position d'extrémité des boutonnières longitudinales pour la position de travail verticale.
Pour passer de la position de travail verticale à la position de travail horizontale, le tournevis à percussion est placé par sa pointe sur une surface quelconque, à l'aide du dispositif de manipulation, au moyen de la grue. Par déplacement du moufle de la grue, l'extrémité inférieure du moufle de support est déplacée en direction de la position d'extrémité des boutonnières longitudinales pour la position de travail horizontale. Lors du soulèvement de l'unité, l'extrémité inférieure du joug de support glisse finalement dans la nouvelle position d'extrémité sous l'effet de l'unité qui bascule en raison de son poids propre. Grâce au dispositif suivant l'invention, le changement entre la position de travail verticale et la position de travail horizontale peut être effectué sans éléments de retenue ou de déplacements mécaniques supplémentaires.
Les positions d'extrémité se trouvent au niveau des positions du centre de gravité de toute l'unité. Pour changer les positions de travail, seul un déplacement grossier du joug de support vers
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la position d'extrémité souhaitée à l'intérieur des boutonnières longitudinales est nécessaire. Les positions d'extrémité sont occupées de façon sûre, lors du levage de l'unité, sous l'effet du poids propre du dispositif de manipulation.
Un mode de réalisation avantageux de l'invention est celui selon lequel le joug de support comporte une cheville de guidage dont les extrémités sont guidées dans les boutonnières longitudinales. La cheville de guidage représente un axe au niveau de l'extrémité inférieure du joug de support, sur lequel la monture est suspendue dans les positions d'extrémité.
Un autre mode de réalisation avantageux de l'invention est caractérisé par le fait que les boutonnières longitudinales comportent des sections présentant des inclinaisons différentes entre les deux positions d'extrémité. Si les sections présentant des inclinaisons différentes sont choisies de manière que les boutonnières longitudinales soient coudées en direction des positions du centre de gravité, la longueur des boutonnières longitudinales qui est nécessaire est plus faible que celle qui serait nécessaire dans le cas d'une inclinaison identique et continue des boutonnières longitudinales. En outre, le coude entre deux sections des boutonnières longitudinales présentant des inclinaisons différentes constitue un indice pour l'opérateur quant au moment où il peut commencer le mouvement de levage de la grue.
Une autre réalisation est caractérisée par le fait qu'au-dessus de la position d'extrémité horizontale, dans chaque joue est disposée une voie de guidage s'étendant sensiblement verticalement, dans laquelle s'engagent des moyens de guidage disposés latéralement sur les branches du joug de support. Cette réalisation présente l'avantage que des mouvements
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de balancement dans la position de travail horizontale sont minimisés.
La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de deux exemples de réalisation représentés au dessin annexé sur lequel : la figure 1 représente le dispositif de manipulation suivant l'invention avec un outil qui se trouve dans la position de travail horizontale, la figure 2 est une vue avant de la figure 1, la figure 3 est une représentation détaillée du joug de support qui peut être déplacé, la figure 4 représente la position de transition du joug de support lors d'un passage dans la position de travail verticale, la figure 5 représente le dispositif de manipulation après le changement de la position de travail dans une position verticale, et la figure 6 représente une variante du dispositif de manipulation comportant un guidage supplémentaire des positions d'extrémité du joug de support, en forme de coulisse,
dans la position de travail horizontale de l'outil.
Un tournevis à percussion 11 connu en soi est monté rigidement dans un dispositif de manipulation 13 commandé à distance. Sur le tournevis à percussion 11 est monté un prolongement 15 qui porte à son extrémité libre une tête enfichable 16 pour saisir par formes complémentaires des boulons filetés.
Le dispositif de manipulation 13 est constitué essentiellement par une monture 17 et une suspension 21. La monture 17 comporte deux joues 23 en forme ce plaques qui sont vissées latéralement sur le tournevis à percussion 11. Au niveau de l'extrémité frontale des joues 23, celles-ci sont réunies l'une à l'autre par-l'intermédiaire d'une entretoise vissée 25.
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Une entretoise 27, reliant les joues 23, est disposée au niveau de l'extrémité arrière de la monture 17.
Sur la figure 2, l'entretoise 25 a été supprimée de la représentation pour une meilleure vue d'ensemble.
Les joues 23 comportent des boutonnières longitudinales identiques 29 qui relient les deux positions d'extrémité 31 et 33 des positions communes horizontale et verticale du centre de gravité de l'outil 11 et de la monture 17. La position d'extrémité 33 pour la position verticale du centre de gravité se trouve au niveau de l'extrémité arrière aplatie des joues 23. La position d'extrémité horizontale 31 se trouve dans la partie avant des joues 23, dans la région supérieure. A partir de la position d'extrémité horizontale 31 les boutonnières longitudinales 29 s'étendent, avec une certaine inclinaison par rapport à l'axe de l'outil, en direction de la position d'extrémité verticale 33. Ce faisant, l'inclinaison des boutonnières longitudinales 29 comporte deux sections 30,32 présentant des pentes différentes.
La section 32 voisine de la position d'extrémité verticale 33 présente une pente par rapport à l'axe longitudinal de l'outil plus raide que la section 30 voisine de la position horizontale 31 du centre de gravité.
De ce fait, les boutonnières longitudinales 29 comportent un coude qui conduit à une économie de longueur des boutonnières longitudinales 29 et par conséquent à un raccourcissement des joues 23.
Une cheville de guidage 35, dont les deux extrémités 37 et 39 ont été réduites au tour et qui est fixée par soudage sur l'extrémité inférieure d'un joug de support 41 est montée ce façon à pouvoir se déplacer dans les boutonnières longitudinales 29. Les branches 43 et 45 du joug de support 41 supportent au niveau de'leurs extrémités supérieures une branche
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transversale 47 qui est munie d'un passage traversant 49 au centre. Dans ce passage traversant 49 est disposé un boulon fileté 51 qui est bloqué au moyen d'un contre-écrou sur la branche transversale 47, par l'in- termédiaire d'un manchon fileté intérieurement 52.
Le dispositif de manipulation 13 est vissé sur une bride, non représentée ici, du moufle de grue, par l'intermédiaire des boulons filetés 51.
La cheville de guidage 35 comporte respectivement au niveau des deux extrémités deux rondelles 53, 54,55, 56 qui sont placées des deux côtés des joues 23. On obtient de ce fait un guidage de la cheville 35.
Les rondelles extérieures 53 et 55 sont serrées contre les faces frontales de la cheville de guidage 35 respectivement par l'intermédiaire d'une vis centrale 57.
Le mode de fonctionnement du dispositif décrit ci-dessus est le suivant :
Sur la figure 1, le dispositif de manipulation 13 est représenté dans la position de travail horizontale. Si on doit passer de cette position de travail horizontale dans la position de travail verticale, le dispositif de manipulation 13 est déposé sur une surface, par l'intermédiaire de la grue ou du manipulateur moteur, et le crochet de charge est déplacé vers le bas. De ce fait, le joug de support 41, vissé ou suspendu, est déplacé en direction de la position d'extrémité verticale 33 (figure 4). Si la cheville de guidage 35 a dépassé le coude 34 dans les boutonnières longitudinales 29, le joug de support 41 es soulevé par l'intermédiaire d'un mouvement de levage de la grue.
Le dispositif de manipulation 13 est soulevé en même temps, de sorte que la cheville de guidage 35 du joug de support 41 glisse dans la
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position d'extrémité verticale 33. Le dispositif de manipulation 13 se trouve maintenant dans la position de travail verticale (figure 5).
Le passage de la position de travail verticale à la position de travail horizontale a lieu de la façon suivante :
Le dispositif de manipulation 13 est placé par la pointe 16 sur une surface, à l'aide de la grue ou du manipulateur moteur, et le crochet de charge, avec le joug de support 41 suspendu ou vissé, est déplacé en direction de la position d'extrémité horizontale 31. Si la cheville de guidage 35 a dépassé le coude 34 dans la boutonnière longitudinale 29, le joug de support 41 est de nouveau soulevé par l'intermédiaire d'un mouvement de la grue. Le dispositif de manipulation 13 est soulevé en même temps, de sorte que la cheville de guidage 35 du joug de support 41 glisse dans la position d'extrémité horizontale 31, en raison du poids propre du dispositif de manipulation 13.
La monture 17, qui bascule lors de ce processus, se trouve maintenant dans la position de travail horizontale.
La figure 6 représente une variante du dispositif de manipulation 13 qui comporte respectivement sur les joues, au-dessus de la position d'extrémité horizontale 31, un oeil ajouté 60 dans lequel sont disposés de courts guidages de coulisse identiques 61 qui s'étendent sensiblement verticalement. Les guidages de coulisse 61 sont ouverts latéralement en stétendant obliquement vers le bas, de sorte que des galets de guidage 67, disposés latéralement sur les branches 43, 45 du joug de support 41, peuvent pénétrer et s'engager dans ces guidages de coulisse 61 lors du déplacement du joug de support 41 dans la position d'extrémité horizontale 31. De ce fait, le
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mouvement de balancement du dispositif de manipulation 13 est minimise.
Le joug de support 41 comporte au niveau de l'extrémité supérieure une tige 63, disposée transversalement entre deux plaques verticales 62, sous laquelle le crochet de la grue peut s'engager.