Brevet FR2472961A1 — publié le 19810710

L'invention concerne un dispositif d'ébavurage et de chanfreina- ge des trous d'une plaque perforée qui comporte un ensemble de trous de for- me quelconque usinés au cours d'une opération laissant un rebord de métal re- poussé et des angles vifs sur les bords du trou, sur l'une au moins des faces de la plaque. Dans la fabrication des échangeurs de chaleur en particulier les générateurs de vapeur des centrales nucléaires à eau sous pression, on est amené à élaborer des plaques perforées de grande dimension pour la fixation et le support des tubes dans lesquels circule le fluide d'échange apportant la chaleur pour la vaporisation de l'eau constituant le fluide secondaire du réacteur. Les générateurs de vapeur des réacteurs nucléaires à eau sous pression sont constitués par une enveloppe de grande dimension de forme gé- nérale cylindrique à l'intérieur de laquelle est disposé un faisceau de tu- bes de petit diamètre fixés de facon étanche sur une plaque tubulaire à cha- cune de leurs extrémités, ces tubes ayant un parcours vertical à ltintérieur de l'enveloppe du générateur de vapeur sur une grande longueur et étant pliés avec une certaine courbure à leur partie supérieure. L'eau primaire parcourt ces tubes cependant que l'eau secondai- re introduitedans l'enveloppe du générateur de vapeur se vaporise au con- tact de la surface extérieure des tubes, la vapeur étant ensuite récupérée par le circuit secondaire du réacteur. Les parties verticales des tubes du faisceau doivent être main- tenues en position les unes par rapport aux autres, les sections transversa- les des tubes constituant des réseaux réguliers dans des plans perpendicu- laires à l'axe de l'échangeur. Pour maintenir les tubes en position on utilise un certain nom- bre de plaques entretoises disposées avec un certain espacement suivant la hauteur de l'échangeur de chaleur, ces plaques-entretoises comportant des perçages suivant un réseau correspondant au réseau des tubes. Pour permettre une circulation du fluide secondaire dans la direction verticale et pour éviter des dép8ts de matières corrosives dans les zones de contact entre les tubes et les plaques-entretoises, il est nécessaire de prévoir des perçages de formes plus ou moins complexes dans les plaques-entretoises pour assurer à la fois le maintien efficace du tube, la circulation du fluide secondaire et l'entraînement des impuretés suscep- tibles de se trouver dans ce fluide. Ces trous de formes plus ou moins complexes traversant les plaques-entretoises de part en part sont réalisés par des procédés d'usina- ge classiques tels que le perçage, l'alésage ou le brochage. Les trous ainsi usinés présentent un rebord de métal repoussé et des angles vifs sur leur bord si bien qu'il est nécessaire d'une part d'éba- burer et d'autre part de chanfreiner les bords de ces trous. Dans le cas de trous circulaires on utilise des fraises spéciales qui éli- minent la bavure et réalisent simultanément un chanfrein ou un arrondi de raccordement. Dans le cas de trous de forme plus complexe, cette méthode ne peut plus être employée et l'on doit opérer par meulage avec un outil de for- me spéciale. Jusqu'ici on n'a pas réussi à automatiser cette opération qui est actuellement réalisée trou par trou par des opérateurs qui utilisent des machines portatives du type perceuse à main. Ce travail est fastidieux et pénible et l'ébavurage risque d'être imparfait car cet ébavurage mécanique entratne la formation d'une ba- vure secondaire de faible dimension. D'autre part, cette opération n'est pas très reproductive et l'on obtient des trous dont les rebords présentent des formes légèrement différentes. Enfin, cette opération est extrêmement coû- teuse par le fait qu'elle nécessite des temps d'exécution très longs et un outillage important. Le but de l'invention est de proposer un dispositif d'ébavurage et de chanfreinage des trous d'une plaque perforée qui comporte un ensemble de trous de forme quelconque usinés au cours d'une opération laissant un rebord de métal repoussé et des angles vifs sur le bord des trous, sur l'une au moins des faces de la plaque, ce dispositif permettant de réaliser les opérations d'ébavurage et de chanfreinage rapidement et de façon automatique. Dans ce but, le dispositif comporte - un premier support fixe sur lequel repose la plaque en cours d'opération, - un second support mobile grâce à des moyens de déplacement dans une pre- mière direction parallèle à la plaque en position sur-le support fixe. - un second chariot mobile sur le second support grâce à des moyens de gui- dage et de déplacement dans une seconde direction parallèle à la plaque, au moins une brosse présentant une symétrie de révolution montée rotative sur le chariot autour de son axe de symétrie disposée parallèlement à la plaque et mobile dans une direction perpendiculaire à la plaque, comportant 38 des fibres assurant le brossage disposées perpendiculairement à l'axe de symétrie, - et des moyens pour le déplacement de la brosse à vitesse réglée et de faible amplitude dans une direction perpendiculaire à la plaque, versl'in- térieur des trous, avec retour à une position d'origine par déplacement dans l'autre sens, entre deux déplacements successifs de cette brosse pa- rallèlement à la flaque. Afin de bien faire comprendre l'invention on va maintenant dé- crire à titre d'exemple non limitatif un dispositif utilisable pour l'éba- vurage et le chanfreinage de plaques entretoises d'un générateur nucléaire à eau sous pression. La figure 1 représente une vue en élévation du dispositif sui- vant l'invention. La figure 2 représente une vue suivant A de la figure 1. Les figures 3 et 4 représentent de façon schématique le mode d'action de la brosse sur les bords des trous de la plaque. Sur les figures 1 et 2, on voit l'ensemble de l'installation qui comporte un support fixe 1 sur lequel vient reposer la plaque entre- toise 2 sur laquelle on effectue l'ébavurage et le chanfreinage. Le support 1 est fixé grâce à une structure de soutien 4 sur le bâti fixe de l'installation sur lequel est également fixée une passerelle de commande 5 et une passerelle 6 utilisable pour les réparations et l'entre- tien du dispositif. Sur la passerelle 5 est disposé un pupitre de commande 7 du dis- positif. Le dispositif de soutien 4 en position légèrement inclinée par rapport à la verticale supporte également deux dispositifs 9 et 10 à galets pour le support et la mise en rotation de la plaque entretoise 2. Chacun des dispositifs de support à galets 9 et 10 comporte, ainsi qu'il est visible à la figure 2, un motoréducteur Il entraînant un galet 12 dont la gorge permet de recevoir le bord de la plaque-entretoise 2. Sur le support 1 sont également montés, dans sa partie venant en contact avec la partie supérieure de la plaque-entretoise, des galets tels que 14 dont l'axe est légèrement incliné par rapport à la verticale, sui- vant la même inclinaison que le support 1. De cette façon, les dispositifs de support et de mise en rota- tion 9 et 10, lorsque les moteurs tels que Il sont alimentés, peuvent met- tre la plaque en rotation autour de son axe de symétrie. 38 Le bâti fixe de l'installation porte également des poutrelles 16 et 17 permettant le support et le guidage d'un support mobile 18 mainte- nu en position inclinée et parallèle à la plaque 2. Des moyens moteurs permettent le déplacement du support 18 sui- vant la direction longitudinale de l'installation entre une position ex- tr&me représentée en traits pleins sur la figure 1 (18a position hors service) et une position extrême représentée en trains mixtes à la figure 1 (18b, position en service). A la partie supérieure du support mobile 18 est disposé un mo- teur 20 entraînant une poulie à chaîne sur laquelle passe une chaîne 21 qui permet le déplacement dans la direction verticale du chariot 22 constitué par un châssis guidé par les montants latéraux du support mobile 18. -De cette façon d'une part le support mobile 18 se déplace paral- lèlement à la plaque perforée en position sur le support 1 et d'autre part le chariot se déplace également parallèlement à la plaque perforée 2 dans une direction perpendiculaire à la direction de déplacement du chariot 18. Ainsi qu'il est visible su4a figure 2 le chariot 22 porte un moteur 23 dont l'axe de rotation dirigé suivant la direction 25 est solidaire d'une brosse 24 à symétrie de révolution autour de l'axe 25 entraînée en rotation par le moteur 23. Ainsi qu'il est visible aux figures 3 et 4, la brosse 24 compor- te un ensemble de fibres de brossage 26 disposées sur le corps de la brosse solidaire de l'axe 25, perpendiculairement à cet axe 25. D'autre parti le moteur 23 est monté mobile sur le chariot 22 dans une direction perpendiculaire d'une part à l'axe 25 et d'autre part à la plaque 2. Un dispositif de déplacement de la brosse et de son moteur d' entraînement dans cette direction permet de réaliser un déplacement vers l'intérieur des trous de la plaque perforée, puislorsque l'intensité du courant d'alimentation du moteur 23 atteint un certain seuil, un blocage du- rant toute l'opération de l'ébavurage et enfin un déplacement dans l'autre sens avec retour à la position d'origine. De cette façon il est possible de réaliser une pénétration réglée de l'outil constitué par la brosse dans les trous de la plaque per- forée. On voit sur la figure 3 les directions des différents déplace- ments de la brosse 24 par rapport à la plaque 2, les deux mouvements de translation parallèlement à la plaque étant provoqués d'une part par le déplacement du support mobile 18 et d'autre part par le déplacement du cha- 38 riot 22 à l'intérieur du support mobile. Le mouvement de rotation 247296 1 (flèche 24a) est provoqué par le moteur 23, cependant que le mouvement de pénétration (fSèche 24b) perpendiculaire à la plaque est provoqué par le dispositif asservi sur l'intensité du moteur 23. Sur la figure 4, on voit la brosse en position de pénétration maximale dans un trou 34 de la plaque perforée, la brosse 24 ayant éliminé la bavure présente autour du trou et provoqué la formation d'une partie arrondie 30 sur les bords du trou 34. Les particules métalliques détachées de la plaque 2 en cours d'ébavurage sont récupérées par un aspirateur 31 fixé au chariot 22 et sui- vant tous les mouvements de l'unité de brossage. Un dispositif flexible d'alimentation en courant électrique 32 permet une alimentation des outils quelle que soit leur position par rapport au support fixe. Lorsqu'on désire effectuer une opération d'ébavurage et de chanfreinage sur une plaque-entretoise, le support mobile 18 est mis en posi- tion hors service 18a, pour la mise en place de la plaque perforée sur le support fixe grâce à un moyen de manutention tel qu'un pont roulant. Lorsque la plaque 2 est mise en position sur les dispositifs à galets 9 et 10 à sa partie inférieure et sur les galets 14 à sa partie su- périeure, les moyens d'accrochage du pont roulant peuvent être décrochés. Après escamotage des galets 14, la plaque 2 repose sur le support 1 légère- ment incliné par rapport à la verticale. On amène alors le chariot 22 en position en face de la zone de la plaque 2 sur laquelle on désire commencer l'opération dtébavurage et par déplacement du chariot 22 suivant la direction longitudinale du support mobile 18 on réalise un balayage de toute la surface d'une zone de la plaque 2. Pour chacune des positions de travail de la brosse 24 dont le moteur 23 assure l'entraînement en rotation, on réalise une pénétration tel- le que représentée à la figure 4 qui permet l'élimination de la bavure et la réalisation d'un chanfrein arrondi sur les bords du trou et un retour de la brosse dans une direction perpendiculaire à la plaque pour dégager les poils de brosse des trous à travailler. Lorsque le balayage complet de la zone de la plaque a été réali- sé par déplacement du support mobile 18 et du chariot 22 on utilise les dis- positifs à galets 9 et 10 pour faire effectuer à la plaque une rotation au- tour de son axe. On réalise par exemple le brossage de toute une zone correspon- 38 dant à la moitié supérieure de la plaque puis l'on provoque une rotation de 900 de cette plaque, pour effectuer une nouvelle opération de brossage sur la zone correspondant à la demi-plaque supérieure. Lorsque la plaque a subi un mouvement de rotation de 3600, chaque zone de la plaque a subi deux fois l'opération de brossage. Lorsque cette opération est totalement terminée, on remet l'ou- tillage en position hors service qui correspond à la position 18a du sup- port mobile et l'on reprend en charge la plaque entretoise sur son support grâce au pont roulant. On a utilisé des brosses de forme cylindrique comportant des poils d'acier de diamètre 0,2 à 0,3 mm et avec cet outillage on a pu élimi- ner des bavures ayant une section de l'ordre de 0,05 mm2. On a également pu réaliser avec cet outillage un chanfreinage ou rayonnage supérieur à 1 mm. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui vient d'être décrit; elle en comporte au contraire toutes les variantes et l'on peut modifier des points de détail sans pour autant sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi qu'au lieu d'une brosse comportant des poils d'acier, on peut utiliser une brosse ou un ensemble de brosses à poils de nylon ou d'autre matière synthétique contenant des abrasifs ou des brosses de sisal ou d'autres fibres naturelles tress&esetcomues, avec adjonction d'un abrasif liquide ou pâteux. Les formes de réalisation des différents déplacements de la brosse ou de l'ensembe de brossage qui ont été décrites ne sont nullement limitatives et l'on peut imaginer d'autres modes de réalisation des divers déplacements aussi bien parallèlement que perpendiculairement à la plaque. En particulier, au lieu d'asservir la pénétration de la brosse vers l'intérieur des trous de la plaque à l'intensité du moteur de mise en rotation de cette brosse, on peut asservir cette pénétration à la pression d'appui de l'ensemble de brossage ou à une mesure de proximité permettant de connaître la distance entre l'ensemble de brossage et la plaque. Ces dispositifs d'asservissement permettent de compenser les défauts de planéité de la plaque ainsi que l'usure des brosses en cours d'opération. On peut imaginer une forme de support fixe recevant la plaque quelconque, l'axe principal de cette plaque perforée pouvant être, en cours d'opération, aussi bien en position verticale qu'en position horizon- tale ou en position inclinée. On peut imaginer que la plaque est mise en 38 position fixe sur le support ou que cette plaque peut être déplacée en en rotation ou translation sur le support mobile pour présenter des zones différentes à l'outil de brossage. Enfin le dispositif suivant l'invention s'applique non seulement à l'éba- vurage et au chanfreinage des plaques-entretoises des générateurs de vapeur tels que les générateurs de vapeur des réacteurs nucléaires à eau sous pression mais encore dans le cas de toute plaque de grande dimension présentant un réseau de trous plus ou moins réguliers. 247296 1 REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'ébavurage et de chanfreinage des trous d'une plaque perforée qui comporte un ensemble de trous de forme quelconque usi- nés au cours d'une opération laissant un rebord de métal repoussé et des angles vifs sur le bord des trous, sur l'une au moins des faces de la plaque, caractérisé par le fait qu'il comporte: - un premier support fixe sur lequel repose la plaque en cours d'opération, - un second support mobile grâce à des moyens de déplacement, dans une première direction parallèle à la plaque en position sur le support fixe, - un chariot mobile sur le second support grâce à des moyens de guidage et de déplacement dans une seconde direction parallèle à la plaque, - au moins une brosse présentant une symétrie de révolution montée rotative sur le chariot autour de son axe de symétrie disposé parallèlement à la plaque et mobile dans une direction perpendiculaire à la plaque, comportant des fibres assurant le brossage disposées perpendiculairement à l'axe de symétrie, et des moyens pour le déplacement de la brosse avec une faible amplitude dans une direction perpendiculaire à la plaque, vers l'intérieur des trous, avec retour à une position d'origine, par déplacement dans l'autre sens, entre deux déplacements successifs de cette brosse parallèlement à la plaque. 2.- Dispositif d'ébavurage et de chanfreinage suivant la reven- dication caractérisé par le fait que le premier support- porte un ensemble de dispositifs à galets pour le support et la mise en rotation de la plaque par rapport au support fixe. 3.- Dispositif d'ébavurage et de chanfreinage suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la brosse de forme cylindrique comporte des poils d'acier. 4.- Dispositif d'ébavurage et de chanfreinage suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la brosse comporte des poils constitués par des fibres synthétiques ou naturelles as- sociées à un abrasif. 5.- Dispositif d'ébavurage et de chanfreinage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé par le fait que le déplace- ment de la brosse dans la direction perpendiculaire à la plaque est asser- vi à l'intensité du courant d'alimentation du moteur de mise en rotation de cette brosse.