Brevet FR2349400A1 — publié le 19771125

L'invention concerne les gros goujons dont une extrémité se visse dans une partie fixe, généralement un bord de cuve, et dont l'autre extrémité reçoit un écrou pour la fixation d'une partie mobile, généralement un couvercle de cuve, cet écrou n'étant vissé avec un faible couple qu'apyres mise en tension du goujon à l'aide d'un tendeur hydraulique prenant appui sur le couvercle et exerçant son effort sur le goujon au moyen d'un écrou auxiliaire ou d'une paire de mâchoires agissant sur des crantages circulaires. Ces goujons sont généralement employés en assez grand nombre relativement rapprochés les uns des autres, en particulier pour la fermeture de cuves de réacteur, de sorte que le démontage et le remontage d'un couvercle de cuve nécessite le dévissage et le vissage de tous ces goujons en plus de leur-mise en tension hydraulique ai est effectuée simulta nément pour tous les goujons grâce à un montage de type connu comprenant un nombre égal de tendeurs hydrauliques. Le vissage ou le dévissage des goujons successifs, généralement effectué à la main, est habituellement l'opera- tion la plus longue et la plus délicate. Pour éviter cet inconvénient l'invention se propose de réaliser d'une manière rapide, entièrement automatique et parfaitement reproductible, les diverses opérations incluant non seulement le dévissage et le revissage des goujons, mais également leur extraction avant retrait du couvercle et leur remise en place après replacement du couvercle. L'invention consiste à combiner dans un même ensemble un dispositif de vissage actionnant une broche, avec un dispositif de préhension de la tête du goujon solidaire en rotation de cette broche et susceptible d'exercer sur le goujon aussi bien un couple de rotation qu'un effort axial, au moins de traction, enfin un dispositif d'entrainement axial et un dispositif de compensation du poids du goujon, susceptible de permettre au goujon d'exercer sur le taraudage de la cuve un léger effort dirigé vers le bas lors du vissage et vers le haut lors du dévissage, cet effort résultant du poids du goujon et de l'effet du dispositif de compensation. Le dispositif de compensation peut en particulier être constitué par une paire de vérins parallèles déplaçant l'ensemble de la visseuse avec un effort réglable et une course suffisante pour servir en même temps de dispositif de déplacement axial pour l'approche et l'extraction du goujon. Ce dispositif de compensation peut également être constitué par un vérin coaxial de faible course reliant le dispositif de préhension à la broche et tournant avec eux, le dispositif d'avance axial étant alors constitué par un dispositif d'avance mécanique synchronisé avec la visseuse de telle manière que l'avance par tour soit égale au pas du goujon. L'ensemble est naturellement monté sur un guidage axial, et ce guidage axial est de préférence solidaire d'un chariot susceptible de se déplacer sur des rails pour se placer successivement à l'aplomb des divers goujons. La tourelle complète comporte de préference plusieurs chariots semblables opérant simultanément mais en nombre inférieur au nombre de goujons. Enfin, le dispositif de préhension peut avantageusement être constitué par une lame de tournevis coopérant avec une fente du goujon et s'engageant dans celle-ci sous l'effet combiné de la rotation de la broche et de l'action du dispositif de déplacement axial, avec en outre un verrouillage à billes coopérant avec une gorge du goujon et actionné par un vérin auxiliaire coaxial alimenté par un joint tournant. D'autres particularités de l'invention apparaitront dans la descriprion qui va suivre de deux modes de réalisation pris comme exemple et représentés sur le dessin annexé, sur lequel: la fig. 1 est une vue extérieure avec coupe partielle d'un premier mode de réalisation; la fig. 2 est une coupe horizontale selon II-II de la fig. 1; la fig. 3 est une coupe axiale partielle d'un second mode de réalisation; la fig. 4 est une coupe partielle à plus grande échelle du dispositif de préhension. Conformément à l'invention, l'ensemble de vissage comporte un moteur 1, par exemple électrique, entrainant par un réducteur 2 et un coupleur électromagnétique 3, faisant également fonction de limiteur de couple, une broche 4 qui peut avantageusement comporter un volant 5 pour un entraîne- ment manuel éventuel. Un dispositif de préhension 6 de type quelconque permettant d'exercer sur un goujon un couple d'entrafnement dans les deux sens et un effort axial au moins dans le sens de la traction est relié à la broche 4 par l'intermédiaire d'un dispositif d'accouplement 7 permettant d'absorber les défauts d'alignement. Cet ensemble est monté de manière à pouvoir coulisser dans un dispositif de guidage vertical constitué par exemple par deux colonnes verticales 8 et deux manchons 9 à circulation de billes disposés de part et d'autre de l'axe de l'ensemble comme représenté sur la fig. 2. D'autre part, deux vérins 10 sont intercalés avec les colonnes précédentes, comme représenté également sur la fig. 2, et permettent d'actionner verticalement tout l'ensemble précédent. Ces vérins sont de préférence constitués par des vérins à air comprimé avec détendeur de réglage permettant d'exercer un effort de compensation axial à la valeur voulue.Bien entendu cette valeur comprend le poids de l'ensemble mobile, augmenté ou réduit de la-faible valeur désirée selon que l'on veut exercer sur le goujon cette valeur dans le sens de la traction lors du dévissage ou de la compression lors du vissage. Dans cet exemple la course des vérins 10 est largement suffisante pour couvrir toute la course de vissage de chaque goujon ce qui permet à ces mêmes vérins de servir en même temps pour les déplacements axiaux d'approche ou d'extraction. Dans la variante de réalisation représentée sur la fig. 3, les deux vérins 10 sont remplacés par un petit vérin de compensation il qui est unique et disposé selon l'axe de l'ensemble, entre la broche 4 et le dispositif d'accouplement 7. I1 en résulte que ce petit vérin n'a pas besoin de compenser dans ce cas le poids de la visseuse mais seulement celui du dispositif de préhension 6 et de la partie de la broche correspondante, ainsi que du goujon. Par contre, le vérin 11 étant dans ce cas rotatif, il est nécessaire de l'alimenter partir d'une partie 12 fixe en rotation par l'-intermédiaire d'un double joint tournant. D'autre part, un dispositif d'accouplement constitué par de simples broches 13 traversant des trous à la base 14 du vérin il assure l'entrainement depuis le cylindre du vérin jusqu'au volant 5 et à la partie inférieure de la broche. De plus, la course du petit vérin il n'est plus suffisante pour assurer le déplacement axial dans toute son étendue, et ce déplacement axial, le long de glissières 8a, est cette fois assuré au moyen d'un dispositif d'entrainement mécanique constitué par exemple par deux vis 15 entrainées en rotation par un ensemble de pignons 16 et de chaînes 17 et par l'intermédiaire d'un deuxième réducteur 18 à partir du même moteur d'entralnement 1, les pas des vis 15 ainsi que les rapports de transmission du réducteur 18 et de la transmission à chaîne étant déterminés de telle manière que l'avance par tour de l'ensemble corresponde exactement au pas de vissage de la base du goujon dans la cuve. Dans ces conditions, une fois le vissage amorcé, le petit vérin 11 n'a plus à absorber que les faibles mouvements de compensation nécessaires pour maintenir l'effort axial à la valeur voulue. Dans les deux modes de réalisation, le dispositif de préhension 6 de la tête du goujon peut avantageusement être constitué de la manière représentée sur la fig. 4, où l'on retrouve le dispositif d'accouplement 7, destiné comme on l'a vu à pallier les défauts d'alignement, et qui peut être constitué par un flector, un joint de cardan, un joint Oldham ou tout autre dispositif connu. La partie inféri-eure l9 de la broche partant du dispositif d'accouplement 7 se termine par une coupelle 20 comportant en son centre une clavette 21 destinée à coopérer avec une fente de vis 22 pratiquée à l'extrémité 23 du goujon à la manière d'un tournevis, et de façon à pouvoir exercer les couples d'entraînement dans les deux sens. D'autre part, cette coupelle comporte dans sa partie cylindrique un certain nombre d'orifices contenant des billes 24, ces orifices étant rétrécis sur la face intérieure du cylindre pour éviter l'échappement des billes. Comme on le voit sur la fig. 4, ces billes 24 ont un diamètre supérieur à l'épaisseur des parois de la coupelle 20 et elles coopèrent avec une gorge 24a pratiquée dans la tête du goujon 23. Elles sont d'autre part actionnées du coté de la surface cylindrique extérieure par une douille de commande 25 à entrée évasée 26 et qui est susceptible d'être déplacée axialement au moyen d'un vérin auxiliaire 27 dont le piston intérieur 28 est solidaire axialement de la broche 19 grâce à la clavette 29, et dont le cylindre extérieur 30 peut se déplacer axialement par rapport à ce piston en entraînant la douille 25 dont il est solidaire grâce aux vis de fixation 31. En plus de ces déplacements axiaux, le cylindre 30 est en outre animé d'un mouvement de rotation en même temps que la douille 25 et que la coupelle 20, ce qui nécessite encore son alimentation à partir d'une douille extérieure 32 immo bilisée en rotation au moyen d'un double joint tournant.On voit en 33 et 34 les raccords d'alimentation des tuyaux flexibles non représentés amenant la pression d'air au vérin 27 et permettant d'opérer respectivement le déverrouillage et le verrouillage. Naturellement lorsque l'ensemble se présente sur la tête du goujon 23, la clavette 21 ne tombe pas forcément dans la rainure 22, d'ot il résulte que les billes 24 sont décalées axialement par rapport à la gorge 23 et ne peuvent y pénétrer, et par suite la douille 25 ne peut effectuer son mouvement axial de verrouillage. Cependant, à la faveur de la rotation de l'ensemble sous l'effet du moteur principal 1, la clavette finit par tomber dans la fente 22 ce qui entraîne immédiatement le verrouillage axial de la tête du goujon. Il est dès lors possible à la broche 19 d'exercer sur la tête du goujon aussi bien un effort de traction qu'un couple. L'ensemble du dispositif de vissage selon l'invention est de préférence monté dans un chariot 35 dont le bâti porte à la fois les moyens de guidage axial 8 ou 8a et les points d'appui du dispositif de déplacement axial, c'est-à- dire dans le premier mode de réalisation la fixation des extrémités 36 des tiges des vérins 10 et dans le deuxième mode de réalisation les trous filetés 37 dans lesquels se vissent les vis 15. Ce chariot est susceptible de se déplacer par roulement sur des rails 38 et 39, visibles en particulier sur la fig. 2, de manière à permettre, par cette rotation à grand rayon, de passer successivement à l'aplomb des axes des divers goujons. Comme rappelé plus haut et comme on le voit en partie sur la fig. 1, l'ensemble de montage et de démontage d'un couvercle de cuve comporte un certain nombre de tendeurs hydrauliques 40, en nombre égal au nombre de goujons, et to4s réunis entre eux par un montage comportant des poutres circulaires 41 et des canalisations de raccordement hydrauliques pour la mise en pression. Au-dessus de ce montage se place un ensemble d'écrous auxiliaires ou de mâchoires de verrouillage, destinés à transmettre l'effort de traction des tendeurs hydrauliques à l'extrémité supérieure de chaque goujon, ces dispositifs étant de préférence commandés automatiquement. C'est par-dessus cet ensemble que se trouvent les rails précédents comportant les dispositifs de vissage et de dévissage. En raison de l'encombrement de ces dispositifs de vissage et de dévissage, et également du faible intervalle entre les axes des goujons successifs, il n'est pratiquement pas possible, indépendamment des raisons économiques, d'utiliser un dispositif de dévissage par goujon. I1 est cependant intéressant d'en utiliser un certain nombre travaillant simultanément pour réduire d'autant le temps d'exécution de l'opération. Dans ce cas naturellement, les divers chariots tels que 35 peuvent être attelés entre eux de manière à tourner tous en bloc sur les rails 38 et 39 et être immobilisés tous simultanément aux emplacements voulus au moyen de dispositifs d'indexation tels que 42 sur la fig. 3.A titre d'exemple, si le nombre des chariots est exactement six fois plus faible que le nombre des goujons, l'ensemble de la tourelle n'a que six positions successives à occuper pour visser ou dévisser tous les goujons, ce qui constitue un gain de temps considérable, d'autant plus que toutes les opérations peuvent être automatisées grâce à des contrôles et des palpeurs de fin de course non représentés. Enfin, les diverses operations ainsi automatisées peuvent être synchronisées avec les opérations correspondantes également automatisées de l'ensemble du montage de tension et de détention des goujons, de vissage et de dévissage des écrous principaux, et de vissage ou de dévissage des écrous auxiliaires ou encore de serrage ou de desserrage des mâchoires. Après dévissage, chaque goujon est maintenu suspendu dans sa position dévissée par un dispositif approprié qui peut être le dispositif de verrouillage utilisé également pour la mise sous tension du goujon. En définitive, tout le démontage d'un couvercle de cuve peut donc être automatisé, puis l'ensemble des dispositifs superposés levé avec un palan, les goujons restant en place dans les dispositifs de verrouillage, après quoi on peut replacer de la même façon le couvercle et l'empilement des montages et réaliser à nouveau la remise en place du couvercle, le tout rapidement, automatiquement et en toute sécurité. REVENDICATIONS 1. Tourelle de vissage et de dévissage de gros goujons, caractérisée par le fait qu'elle comporte en combinaison un dispositif de vissage à sens réversible, un dispositif de préhension de la tête du goujon entrainé par le dispositif de vissage et susceptible de transmettre au goujon un couple de rotation dans les deux sens et un effort axial au moins dans le sens de la traction, un dispositif de guidage et de déplacement axial et un dispositif de compensation du poids du goujon. 2. Tourelle de vissage et de dévissage selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le dispositif de compensation du poids du goujon est constitué par un ou plusieurs vérins parallèles à l'axe du dispositif. de vissage et entraînant avec un effort réglable tout l'ensemble du dispositif de vissage et du dispositif de préhension sur une course suffisante pour servir en même temps de dispositif de déplacement axial. 3. Tourelle de vissage et de dévissage selon la revendication 1, caractérisee par le fait que le dispositif de compensation du poids du goujon est constitué par un petit vérin à faible course monté sur la broche du dispositif de vissage entre celle-ci et le dispositif de préhension et tournant avec l'ensemble, tandis que le dispositif de déplacement axial est constitué par un entraînernent mécanique synchronisé avec le moteur d'entraînement du dispositif de vissage de telle manière que l'avance par tour soit égale au pas du goujon. 4. Tourelle de vissage et de dévissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le dispositif de préhension de la tête du goujon est constitué par une pièce en forme de coupelle, solidaire de l'extrémité inférieure de la broche du dispositif de vissage et comportant d'une part dans son fond une clavette diamétrale pour l'entraînement en rotation de la tête du goujon en coopérant avec une fente appropriée dans celle-ci, et d'autre part dans ses parois latérales des orifices remplis par des billes qui coopèrent avec une gorge pratiquée dans. la tête du goujon et une douille de verrouillage exte- rieure manoeuvrée par un vérin auxiliaire coaxial tournant avec ladite partie inférieure de la broche. 5. Tourelle de vissage et de dévissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'entre l'extrémité inférieure de la broche portant le dispositif de préhension et la partie médiane ou supérieure de cette broche se trouve disposé un joint d'accouplement absorbant les défauts d'alignement. 6. Tourelle de vissage et dedévissage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la partie fixe du dispositif de guidage et de déplacement axial est portée par un chariot se déplaçant sur des rails d'un trajet approprié pour que l'axe de l'ensemble puisse successivement venir à l'aplomb des divers goujons à visser en étant immobilisé dans ces diverses positions par un dispositif d'indexation. 7. Tourelle de vissage et de dévissage selon la revendication 7, caractérisée par le fait que les mêmes rails portent plusieurs chariots semblables mais en nombre inferieur au nombre de goujons, ces chariots étant attelés entre eux pour être indexés et travailler simultanément de maniere à réduire le nombre des déplacements successifs nécessaires pour le dévissage et le vissage d'une couronne complète de goujons.