Brevet FR2123059A1 — publié le 19720908

La présente invention, due à la collaboration de Monsieur Michel BRISAC de l'Omnium Technique de Mécanique (OTM), de Monsieur Pierre NAUJALIS des Etablissements PALY et de Monsieur François CONCHE du Commissariat à l'énergie Atomique, est relative à un chariot de transfert, plus particulièrement destiné au transport, à la mise en place ou au retrait télécommandés d'un réceptacle porté par le chariot, entre différents postes séparés.L'invention s'applique en outre plus spécialement dans le cas où le réceptacle est prévu pour recueillir des objets ou matériaux radioactifs, les déplacements commandés du chariot de transfert s'effectuant automatiquement à l'intérieur d'une cellule blindée de protection entre plusieurs postes,comprenant, outre des moyens de connexion et de déconnexion du réceptacle, des orifices de communication avec des enceintes distinctes, délimitées par des séparations appropriées à l'intérieur de la cellule blindée Ce chariot de transfert pourrait aussi s'utiliser dans le cas où un opérateur depuis une enceinte étanche protégée de l'extérieur travaille sur un milieu hostile périphérique. Dans les conditions de fonctionnement ainsi imposées, empêchant notamment du fait de la radioactivité des matériaux toute intervention manuelle directe d'un opérateur sur le chariot et le réceptacle qu'il supporte, il importe au premier chef que la liaison entre ce réceptacle et une bride ou analogue entourant l'orifice donnant accès à chacune des enceintes de la cellule, s'effectue de façon parfaite, notamment avec un centrage mutuel exact du réceptacle et de la bride correspondante pour que les moyens de connexion associés, du genre verrouillage à baionnette par exemple, puisse être correctement actionnés sans risques de fuite de matière radioactive qui provoqueraient une contamination accidentelle de la cellule et du chariot, dont les conséquences pourraient être particulièrement graves. Dans ce but, la présente invention concerne un chariot de transfert muni de moyens aptes à réaliser un centrage automatique du réceptacle par rapport à une bride fixe, ces moyens étant combinés à d'autres mécanismes de commande permettant d'approcher ou d'éloigner le réceptacle de la bride et une fois correctement centré sur celle-ci, d'actionner le mécanisme de verrouillage de l'un sur l'autre ou inversement. A cet effet, ce chariot de transfert, comportant un bâti support muni de moyens commandant son mouvement sur un plan horizontal, se caractérise en ce qu'il comprend quatre colonnes de guidage verticales pour un plateau apte à se déplacer en translation selon la direction de ces colonnes, ce plateau étant avantageusement constitué d'une part de quatre montants horizontaux, deux à deux parallèles et dont les deux premiers ont leurs extrémités munies de colliers montés coulissants sur les colonnes de guidage et dont les deux seconds comprennent à leurs extrémités des glissières coulissantes sur les deux premiers montants, et d'autre part d'une platine supérieure horizontale munie également de quatre glissières coulissantes, montées deux par deux sur les seconds montants, cette platine portant le réceptacle par l'intermédiaire d'un support flottant comprenant à sa partie supérieure une portée conique coopérant avec une jupe de centrage coaxiale à la bride fixe de connexion du réceptacle. Mise à part cette caractéristique principale, un chariot de transfert établi conformément à l'invention présente d'autres caractéristiques annexes, à considérer de préférence en combinaison mais qui, le cas échéant, pourraient l'entre séparément, et qui concerne notamment les points suivants: - le support flottant du réceptable comporte une collerette cylindrique à axe vertical, fixée sur la platine supérieure et entourant une douille intermédiaire coaxiale, supportée par une rebord interne de la collerette avec interposition entre ce rebord et un épaulement transversal de la douille d'un ensemble de ressorts. - la douille intermédiaire entoure un fourreau coaxial, portant le réceptacle et muni dans sa surface externe d'une couronne dentée engrenant avec un pignon de commande en rotation du fourreau et du réceptacle par rapport à la douille et à la collerette. - la douille intermédiaire est munie de tourillons pour des galets de support et de roulement, portant contre la surface extérieure du fourreau. - la douille intermédiaire est entretoisée par rapport à la collerette cylindrique au moyen d'une bague, so'idalre de cette douille et présentant un profil extérieur sphéiique en appui contre la surface interne de la collerette. - les glissières coulissantes du plateau sont cons t1tuées par des glissièes-à billes. - le pignon de commande en rotation du fourreau portant le réceptacle est réuni par une liaison à cardan à un arbre d'entraînement cannelé, commandé par un moteur électrique porté par le bâti support du chariot. - les moyens de déplacement du bâti support sont constitués par des roues motrices, actionnées par un moteur électrique et entraînées en synchronisme par une chaîne de renvoi, ces roues coopérant avec un ensemble de rails et de contre-rails parallèles de guidage, autorisant le passage par le chariot de discontinuités de longueurs limitées. - la commande de déplacement du plateau sur les colonnes de guidage est réalisée au moyen d'une chaîne, liée au plateau et engrenant avec deux pignons portés par le bâti, espectivement à sa partie supérieure et à sa partie inférieure, la rotation de l'un des pignons étant obtenue au moyen d'un moteur électrique. - l'alimentation des moteurs électriques est réalisée au moyen de frotteurs portés par le bâti de support appliqués contre des trolleys fixes disposés parallèlement aux rails de guidage du chariot. D'autres caractéristiques d'un chariot de transfert établi conformément à l'invention, apparaîtront encore à travers la description qui suit d'un exemple de réalisation, donné à titre indicatif et non limitatif, en réference aux dessins annexés sur lesquels: - la Fig. 1 est une vue schématique d'une cellule blindée, séparée en plusieurs enceintes voisines mais distinctes et entre lesquelles est susceptible de se déplacer le chariot de transfert considéré. - la Fig. 2 est une vue en perspective à plus grande échelle du chariot. - la Fig. 3 est une vue en coupe à encore plus grande échelle du détail de la partie supérieure du chariot, illustrant notamment les moyens de support du réceptacle par celui-ci. Sur la Fig. 1, on a désigné par la référence 1 une partie d'une cellule blindée, destinée notamment à permettre un examen ou des expérimentations diverses sur des matériaux ou objets irradiés, fortement radioactifs. Cette cellule 1 est séparés en plusieurs enceintes distinctes, telles que 2, 3 et 4 sur la flgure, chacune de ces enceintes comportant dans son fond inférieur 5 une bride 6 délimitant un orifice d'accès à l'intérieur de l'enceinte correspondante et permettant en particulier, le passage d'objets ou de matériaux radioactifs à transférer d'une enceinte à la suivante ou à sortir hors de la cellule blindée. Dans ce but et conformément à l'invention, on utilise un chariot de transfert 10 agencé de manière à permettre la mise en place correcte et précise sous la bride 6 devant l'orifice délimité par celle-ci d'un réceptacle 7, muni de moyens de verrouillage convenables, du genre notamment d'un mécanisme à baïonnette 8 engageant directement la bride 6. Le réceptacle 7 est monté sur le chariot 10 au moyen d'un plateau élévateur 9 dont le détail de réalisation sera donné plus loin en relation avec la Fig. 2 e En outre, le chariot 10 comporte des moyens permettant de commander son propre déplacement à l'intérieur de la cellule blindée 1, notamment de façon à l'amener à volonté sous l'une quelconque des différentes brides 6 correspondant aux enceinte 2, 3 ou 4 dans l'exemple décrit. A cet effet, il comporte des roues 11 et des galets moteurs 12, reliés ensemble par une chaîne de renvoi ou analogue (non représentée), permettant au chariot de se déplacer sur des rails horizontaux 13 portés par le fond de la cellule 1 sur des jambages 14, ces rails présentant, le cas échéant, des discontinuités telles que 15 pour le passage de portes de fermeture 16, permettant d'isoler chacune des enceintes de ses voisines, tout en s'escamotant sur commande pour autoriser le déplacement du chariot 10. La Fig. 2 illustre à plus grande échelle le détail de la réalisation du chariot 10 et de son plateau élévateur 9. Comme on le voit sur cette figure, le chariot 10 se compose d'un support de base 20, sur lequel sont montés les roues 11 et les galets 12, commandant le déplacement du chariot sur les rails 13 en combinaison, le cas échéant, avec des contre-rails 13a, parallèles aux premiers et permettant au chariot de franchir les discontinuités 15 précédemment mentionnées. Ce support 20 est associé à une plaque supérieure horizontale 21, s'étendant parallèlement au support, en étant réunie à celui-ci par quatre colonnes verticales 22, 23, 24 et 25. La plaque 21 comporte en son centre une large ouverture 26 permettant au réceptacle 7, une fois le chariot 10 convenablement disposé en regard d'une bride 6 appartenant à une enceinte de la cellule blindée 1 à desservir, de traverser librement cette plaque sans gêner la mise en oeuvre des moyens de verrouillage sur la bride.Avantageusement, cette dernière comporte une douille axiale 27, coopérant avec le mécanisme à baïonnette 8 du réceptacle 7 et une jupe extérieure 28, entourant la douille 27, cette jupe 28 présentant une portée conique 29 permettant de réaliser le centrage précis du réceptacle porté par le plateau élévateur 9 de la manière qui sera explicitée plus loin. Ce plateau élévateur est, conformément à l'invention, monté sur les quatre colonnes verticales 22 à 25 et à cet effet comporte deux premiers montants 31 et 32, parallèles entre eux et s'étendant également parallèlement au plan du support de base 20 c'est-à-dire horizontalement. Les extrémités des montants 31 et 32 sont deux à deux réunies par deux plaques latérales telles /33 portant chacune deux colliers 34, les quatre colliers ainsi réalisés-, munis de billes ou analogues limitant les frottements, coopérant respectivement chacun avec une des colonnes verticales 22 à 25 précédentes, en permettant à l'ensemble du plateau 9 de subir le long de ces colonnes un mouvement commandé de montée ou de descente. De préférence, cette commande du déplacement du plateau élévateur 9 est réalisée au moyen de deux pignons dentés 35 et 36, respectivement portés par le support de base 20 et la plaque supérieure 21 du chariot 10, ces pignons engrènant avec une chaîne 37 solidarisée par une attache 34a (Fig. 3) de l'un quelconque des colliers 34. Le pignon'supéieur 36 par exemple est claveté sur l'axe 38 de sortie d'un moteur électrique (non représenté). Aux deux montants parallèles 31 et 32 du plateau 9 sont ensuite associés deux autres montants 39 et 40, parallèles entre eux et parallèles également au plan du support de base 20, mais s 'étendant dans une direction qui est perpendiculaire à celle des deux premiers montants 31 et 32. Chacune des extrémités de ces montants 39 et 40 est munie d'une glissière à billes 41, les quatre glissières correspondantes étant deux par deux portées par les deux premiers montants 31 et 32, les quatre montants 31, 32 d'une part, 39 et 40 d'autre part formant ensemble un rectangle dont le centre se déplace avec les montants 39 et 40. Enfin sur ces deux derniers montants est placée une platine supérieure 42, comportant égaLement quatre glissières à billes 43, deux à deux engagées autour de ces montants 39 et 40.L'ensemble ainsi formé, grace aux quatres glissières 41 d'une part, et au quatre glissières 43 d'autre part, permet donc à la platine 42 un libre déplacement selon deux directions perpendiculaires, matérialisées par celles des premiers et seconds montants, ce déplacement étant en lui-même indépendant du mouvement de montée ou de descente verticale du plateau 9 dû à la chaîne de commande 37 et aux pignons 35 et 36. La Fig. 3 illustre ensuite à plus grande échelle, la partie supérieure du plateau élévateur 9 et notamment le montage sur la platine supérieure 42 du réceptacle 7 destiné à venir coopérer avec chacune des brides 6 de communication avec les enceintes de la cellule blindée 1. A cet effet, la platine 42 comporte en son centre une collerette cylindrique 50, à l'intérieur de laquelle est montée, de façon coaxiale, une douille 51. Cette dernière présente à sa partie supérieure un épaulement transversal 52 permettant de faire supporter la douille par la collerette au moyen d'un ensemble flottant constitué par une série de ressorts 53 s'appuyant d'une part sous l'épaulement 52 et d'autre part, contre un rebord interne 54 de la collerette 50.En outre, afin de la guider dans ses mouvements d'oscillation éventuels par rapport à la collerette 50, la douille 51 est rendue solidaire dans la surface extérieure de son épaulement 52 d'une bague 55 dont la surface externe légèrement sphérique vient porter contre la paroi interne de la collerette. Le réceptacle 7 est lui-même monté à l'intérieur d'un fourreau 56 coaxial à la douille flottante 51 et est rendu solidaire de la partie supérieure de ce fourreau par le mécanisme à baïonnette 8 précédemment mentionné. Ce mécanisme comprend de préférence une série de saillies 58, en relief dans la surface externe du réceptacle 7 et aptes à coopérer avec des évidements 57 du fourreau 56. De plus, à son extrémité supérieure, le réceptacle 7 se prolonge par un rebord 59, comportant lui-même dans sa surface interne des évidements 60, aptes à recevoir des parties en saillie 61 prévues à l'extré- mité inférieure de la bride 6.Le support du fourreau 56 par rapport à la douille 51 est réalisé au moyen de- galets 62 portés par des tourillons 63 appartenant à la douille 56 et engagés dans une gorge 64 prévue dans la surface extérieure du fourreau 56. Enfin d'autres galets 65 également portés par des tourillons 66 de la douille 51 permettent, en liaison avec les galets 62, d'autoriser la rotation commandée du fourreau 56 et du receptacle 7. Pour réaliser cette rotation, le fourreau 56 est rendu solidaire, par des vis de fixation 67, d'une pièce transversale 68 comportant extérieurement une couronne dentée 69, cette rotation du fourreau permettant grâce à la configuration particulière du mécanisme à balonnette utilisé, de faire échapper les saillies 58 du réceptacle des logements 57 du fourreau 56, en même temps que pénètrent dans les évidements 60 du rebord 59 les saillies 61 de-la bride 6, le déverrouillage du réceptacle par rapport au fourreau s'accompagnant dans ces conditions de son verrouillage simultané sur la bride et viceversa. Dans ce but, la couronne dentée 69 coopère avec un pignon de commande 70, porté par une pièce tubulaire 71 supportée par la douille 51 avec interposition d'un roulement 72. A sa partie inférieure, cette pièce 71 est reliée par un dispositif à cardan 73 à un arbre cannelé 74, commandé par un moteur électrique (non représenté) porté par le support 20 et permettant d'entraîner en rotation la couronne 69 quel que soit le décentrement relatif du plateau élévateur 9 par rapport à ce support, consécutivement aux déplacements de la platine 42 sur les montants 39 et 40, eux-mêmes mobiles sur les deux autres montants 31 et 32. Enfin, pour obtenir le centrage précis du réceptacle 7 par rapport à la bride 6, centrage autorisé par le montage ci-dessus de la platine 42, la collerette cylindrique 50 présente une portée conique 75, apte à engager la portée 29 de la jupe 28, la montée du plateau élévateur 9 réalisant dès lors l'engagement de la collerette dans la jupe et l'accostage correct du réceptacle sur la bride. Le fonctionnement du chariot de transfert se déduit déjà de ce qui précède: pour amener sous la bride 6 d'une quelconque des enceintes 2, 3 ou 4 de la cellule blindée 1, le réceptacle 7 porté par le chariot 10, par exemple pour introduire dans ce réceptacle des produits ou matières radioactives à extraire de l'enceinte considérée et à transporter dans une autre enceinte, on commande dans un premier temps le déplacement du chariot 10 sur ses rails 13 pour le positionner approximativement dans l'axe de la bride 6 choisie. Ce déplacement du chariot est controlé de l'extérieur de la cellule par un pupitre de manoeuvre, permettant de mettre sous tension le moteur électrique actionnant les roues du chariot, l'alimentation électrique s'effectuant par un trolley ou un câble souple (non représenté) reliant en permanence le chariot à une source de tension.Des contacts de fins de course permettent à l'opérateur de connaître la position du chariot et la présence sur celui-ci d'un receptacle, et par ailleurs de contrôler l'ouverture de la bride 6. Une fois le chariot 10 amené en position, on commande l'élévation du plateau 9 et, par suite du réceptacle 7, en mettant sous tension, toujours depuis le pupitre extérieur, le moteur entraînant le pignon 36 et la chaîne 37. Le plateau s'élève alors en étant guidé dans ce mouvement par les quatre colonnes verticales 22 à 25 portées par le support de base 20. Cette montée du plateau 9 se poursuivant, la portée conique 75 de la collerette 50 vient à un instant donné en contact avec la portée conique correspondante 29 de la jupe 28 entourant la bride 6, la coopération mutuelle de ces deux portées coniques obligeant la collerette à se centrer exactement par rapport à la jupe de manière à amener le réceptacle 7 rigoureusement dans l'axe de la bride, en permettant au mécanisme de verrouillage 8 de fonctionner correctement. Le déplacement nécessaire et la correction de position de la platine 42 exigée par le centrage de la collerette 50, sont automatiquement encaissés par les glissières à billes 41 et 43, conférant au plateau 9 les deux degrés de liberté nécessaires.Un contact de fin de course arrête alors la montée du plateau 9; à noter cependant que la butée supérieure du réceptacle 7 sous la bride 6, ne présente pas d'inconvénient, le montage flottant de la douille 51 sur les ressorts 53, évitant tout coincement ou décentrement du réceptacle. Une fois le plateau 9 ainsi placé sous la bride, la dernière manoeuvre consiste à commander la rotation du fourreau 56 par la couronne dentée 69 et le pignon d'entraînement 70 pour faire fonctionner le mécanisme à baïonnette 8, permettant, comme déjà indiqué, de libérer le réceptacle 7 du fourreau en le solidarisant simultanément de l'extrémité inférieure de la bride. Cette dernière commande s'effectue par le moteur électrique entraînant l'arbre cannelé 74, le dispositif à cadran 73 encaissant les débattement latéraux de la platine supérieure 42 sans que le pignon de commande 70 échappe à la couronne dentée 69. On réalise ainsi un chariot de transfert télécommandé de conception mécanique simple, assurant de façon parfaitement sûre la mise en place correcte d'un réceptacle sur une bride, et évitant de ce fait, tout risque de mauvais verrouillage de ces deux éléments et par suite toute possibilité de fuites ou de pertes de matériaux radioactifs et, partant, toute contamination au cours des manipulations de ces matériaux d'une enceinte à une autre. Toutes les commandes sont groupées à l'extérieur de la cellule. En outre sur le chariot lui-même, les moteurs de commande réalisant le déplacement du chariot, la montée du plateau et la mise en oeuvre du verrouillage, peuvent être disposés de manière à être aisément remplacés ou réparés. En variante, le chariot peut être couplé à une machine de dépannage, palliant les défaillances de l'une quelconque des fonctions précédentes. Bien entendu et comme il ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite pas à l'exemple de réalisation plus spécialement décrit et représenté; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 10/ Chariot de transfert pour la mise en place, le transport ou le retrait d'un réceptacle et sa connexion avec une bride fixe, comportant un bâti support muni de moyens commandant son mouvement sur un plan horizontal, caractérisé en ce qu'il comprend quatre colonnes de guidage verticales pour un plateau apte à se déplacer en translation selon la direction de ces colonnes, ce plateau étant notamment constitué d'une part de quatre montants horizontaux, deux à deux parallèles et dont les deux premiers ont leurs extrémités munies de colliers montes coulissants sur les colonnes de guidage et dont les deux seconds comprennent à leurs extrémités des glissières coulissantes sur les deux premiers montants, et d'autre part d'une platine supérieure horizontale munie également de quatre glissières coulissantes, montées deux par deux sur les seconds montants, cette platine portant le réceptacle par l'intermédiaire d'un support flottant comprenant à sa partie supérieure une portée conique coopérant avec une jupe de centrage coaxiale à la bride fixe de connexion du réceptacle. 20) Chariot de transfert selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support flottant du réceptacle comporte une collerette cylindrique à axe vertical, fixée sur la platine supérieure et entourant une douille intermédiaire coaxiale, supportée par un rebord interne de la collerette avec interposition entre ce rebord et un épaulement transversal de la douille d'un ensemble de ressorts. 30) Chariot de transfert selon la revendication 2, caractérisé en ce que la douille intermédiaire entoure un fourreau coaxial, portant le réceptacle et muni dans sa surface externe d'une couronne dentée engrenant avec un pignon de commande en rotation du fourreau et du receptable par rapport à la douille et à la collerette. 40) Chariot de transfert selon la revendication 2, caractérisé en ce que la douille intermédiaire est munie de tourillons pour des galets de support et de roulement, portant contre la surface extérieure du fourreau. 50) Chariot de transfert selon la revendication 2, caractérisé en ce que la douille intermédiaire est entretoisée par rapport à la collerette cylindrique au moyen d'une bague, solidaire de cette douille et présentant un profil externe sphérique en appui contre la surface interne de la collerette. 60) Chariot de transfert selon la revendication 1, caractérisé en ce que les glissières coulissantes du plateau sont constituées par des glissières à billes. 70) Chariot de transfert selon la revendication 3, caractérisé en ce que le pignon de commande en rotation du fourreau portant le réceptacle est réuni par une liaison à cardan à un arbre d'entraînement cannelé, commandé par un moteur électrique porté par le bâti support du chariot. 80) Chariot de transfert selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de déplacement du bâti support sont constitués par des roues motrices, actionnées-par un moteur électrique et entraînées en synchronisme par une chaîne de renvoi, ces roues coopérant avec un ensemble de rails et de contre-rails parallèles de guidage, autorisant le passage par le chariot de discontinuités de longueurs limitées. 90) Chariot de transfert selon la revendication 1, caractérisé en ce que la commande de déplacement du plateau sur les colonnes de guidage est réalisée au moyen d'une chaîne, liée au plateau et engrènant avec deux pignons portés par le bâti, respectivement à sa partie supérieure et à sa partie inférieure, la rotation de l'un des pignons étant obtenue au moyen d'un moteur électrique. 100) Chariot de transfert selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alimentation des moteurs électriques est réalisée au moyen de frotteurs portés par le bâti de support, appliqués contre des trolleys fixes disposés parallèlement aux rails de guidage du chariot.