Brevet FR2628086A1 — publié le 19890908

GRAPPIN DE MANUTENTION L'invention concerne un grappin de manutention. Quoiqu'étant décrite et explicitée ci-après par référence à l'industrie nucléaire, les applications et la portée de la présente invention ne sauraient être limitées à ce type d'activité, d'autres domaines techniques pouvant être concernés par le même problème que celui décrit ci-après, et par conséquent, par la même solution. Dans l'industrie nucléaire, on met en oeuvre des assemblages ou éléments combustibles, allongés et disposés verticalement, qu'il n'apparait pas nécessaire de décrire plus ; si ce n'est pour indiquer qu'à leur partie supérieure est disposé un embout, ou pièce terminale, solidaire de l'assemblage, présentant une face plane et horizontale, délimitée et définie par une bordure périphérique, à l'intérieur de laquelle est ménagée une cavité accessible par le haut. Cette bordure périphérique comporte, à l'extérieur de la cavité précitée, des lames de ressort dirigées vers le haut, et allongées selon le contour de la bordure ; le rôle de ces lames sera précisé ci-après. Pour manutentionner ces assemblages, c'est-à-dire les accrocher, les soulever, les déplacer, et les décrocher, on utilise un grappin, fixé par exemple à l'ex- trémité inférieure d'un mat télescopique, lui-même monté sur un pont roulant, et commandé à distance. Ce grappin, mobile en rotation par rapport à un axe vertical, comprend une platine horizontale, susc?ptible de venir en appui élastique (grâce aux lames de ressort précitées) contre l'embout, et plus précisément la bordure périphé rique. Deux doigts de mise en place, et un doigt de positionnement angulaire prédéterminé du grappin, par rapport à l'assemblage combustible vertical, sont dirigés verticalement vers l'embout. Lorsque la platine descend vers l'embout, les doigts pénètrent respectivement dans des orifices correspondants associés à la bordure périphérique. Par conséquent, le grappin et l'assemblage combustible sont toujours solidarisés dans la même position angulaire relative, prédéterminée. Des pinces d'accrochage, comportant chacune à leur extrémité inférieure un rebord dirigé vers l'extérieur, sont montées sur la platine et dirigées verticalement vers l'embout. Ces pinces sont articulées et mobiles de l'intérieur vers l'extérieur. Elles sont situées à l'intérieur du périmètre délimité par les doigts définis précédemment. En conséquence, lorsque le grappin est en appui contre l'embout de l'assemblage combustible, ces pinces ont pénétré dans la cavité délimitée par la bordure périphérique. En écartant les pinces vers l'extérieur, on accroche la bordure, et on peut alors soulever et déplacer l'assemblage combustible. Ces assemblages combustibles sont soumis, lors de leur exploitation ou mise en oeuvre, à diverses déformations, notamment vrillage par rapport à leur axe vertical. Il en résulte un inconvénient important, lié au déplacement angulaire correspondant de l'embout supérieur. Lorsque le grappin de manutention commandé à distance se présentera en face de l'embout, il est possible d'introduire un doigt de mise en place du grappin dans un orifice de mise en place correspondant de l'embout. Mais, l'autre doigt de mise en place et/ou le doigt de positionnement angulaire sont susceptibles d'échapper à la bordure périphérique, à l'intérieur ou à l'extérieur de cette dernière. Lorsque le grappin est descendu contre l'embout, les pinces d'accrochage sont alors susceptibles de se coincer, dans les lames de ressort notamment. Il en résulte ensuite des manoeuvres délicates pour dégager le grappin de l'embout. La présente invention a pour objet un grappin du type précité, dont les pinces d'accrochage ne peuvent être solidarisées à la bordure périphérique de l'embout, lorsqu'il existe un écart angulaire du grappin et de l'embout, par rapport à la position prédéterminée d'accrochage du premier sur le dernier. Selon l'invention, au doigt de positionnement angulaire, est associé au moins un doigt détrompeur, dirigé verticalement vers la pièce terminale, disposé à distance du doigt de positionnement, lequel, d'une part, dans la position angulaire prédéterminée du grappin par rapport à la pièce terminale, est susceptible de pénétrer à l'intérieur de la bordure périphérique de cette dernière, et d'autre part, en cas d'écart angulaire du grappin par rapport à ladite position, est susceptible de venir en butée contre la bordure périphérique, en interdisant la descente du grappin, et donc des pinces d'accrochage. La présente invention est maintenant décrite par référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente une vue en perspective d'un assemblage combustible et d'un grappin de manipulation, conforme à l'art antérieur, l'un en face de l'autre, avant assemblage de l'un sur l'autre - la figure 2 représente une vue en coupe, selon la ligne de section A-B-C-D-E-F représentée à la figure 3, d'un grappin conforme à l'art antérieur - la figure 3 représente, toujours selon l'art antérieur, en traits pleins, l'embout d'un assemblage combustible, et en traits pointillés, le grappin de préhension, les deux éléments à assembler étant décalés angulairement l'un par rapport à l'autre, un doigt de mise en place du grappin ayant été néanmoins engagé dans un orifice correspondant de l'embout de l'assemblage combustible ; le grappin est représenté de manière simplifiée par sa platine, en traits discontinus, et par ses trois doigts de mise en place et de positionnement angulaire, vus en coupe horizontale - la figure 4 représente une vue de face, en coupe partielle selon la ligne IV-IV de la figure 6, d'un doigt de positionnement angulaire, associé à un doigt détrompeur, appartenant à un grappin selon la présente invention - la figure 5 représente une vue en perspective du doigt détrompeur représenté à la figure 4 - la figure 6 représente une vue en coupe horizontale, selon la ligne VI-VI de la figure 4, d'un grappin conforme à l'invention, accroché sur un embout d'un assemblage combustible, lorsque ledit grappin et ledit embout sont exactement dans leur position angulaire, par rapport à un axe horizontal, d'accrochage, - la figure 7 représente, vue de face en ce qui concerne le grappin, et en coupe en ce qui concerne l'embout de l'assemblage combustible, la butée d'un doigt détrompeur selon l'invention, sur la bordure périphérique de l'embout, bloquant toute descente du grappin à l'intérieur dudit embout. De manière sommaire, un assemblage combustible (1), destiné à être manipulé par un grappin (2), se présente sous la forme d'un squelette métallique, de sections transversale et horizontale sensiblement carrée, au sein duquel sont introduits et calés différents tubes, dont ceux comprenant les pastilles du combustible nucléaire. Cet assemblage s'étend verticalement sur une certaine hauteur, de telle sorte qu'extérieurement il a approximativement la forme d'une poutre verticale à section carrée. A l'extrémité supérieure de cet assemblage un embout (3) est fixé et solidarisé par soudure au squelette métallique. Cet embout a la forme d'un cordon disposé le long du périmètre de la face supérieure et horizontale de l'assemblage, ledit cordon ayant une section transversale formant un angle droit. Par conséquent, cet embout comporte une bordure périphérique plane et horizontale (3a) et un rebord périphérique vertical (3b). Comme le montre la figure 7, à l'intérieur de la bordure périphérique (3a), plane et horizontale, une cavité (4) est ménagée, et accessible par le haut pour la manutention. A deux angles opposés de la face supérieure de l'assemblage, un plot (9) est solidarisé à l'embout par des vis non représentées. Chaque plot (9) pince l'ex- trémité fixe de deux séries de lames de ressort (5), disposées entre elles à angle droit. Chaque série est dirigée vers le haut, et disposée selon la direction du côté adjacent de la bordure périphérique. Les deux autres angles de la face supérieure de l'embout ou de l'assemblage comportent deux bossages (10), dont le niveau supérieur est dans le même plan horizontal que le niveau supérieur des plots (9) décrits précédemment. En d'autres termes, l'extrémité mobile des lames de ressort (5) se déplace dans l'intervalle compris entre la face horizontale de la bordure périphérique (3a), et le niveau auquel affleure l'extrémité des plots (9) et des bossages (10). Des perçages cylindriques et verticaux (6, 7, 8) sont prévus à la fois dans la bordure périphérique (3) et les bossages (10) et un plot (9). Les perçages (6) et (7) servent à la mise en place du grappin (2), tandis que le perçage (8) sert au positionnement angulaire du même grappin (2) ; le perçage (8) est de diamètre plus faible que celui des perçages (6) et (7). Le grappin (2) est disposé à l'extrémité d'un mât télescopique suspendu, et est donc susceptible de se déplacer verticalement. Par ailleurs, comme indiqué précédemment, le grappin est mobile en rotation par rapport à l'axe du mât télescopique. Et les deux mouvements, vertical d'une part et en rotation d'autre part, sont télécommandés. Comme le montre la figure 2, le grappin comporte une platine (11) horizontale et plane, pouvant descendre vers et contre l'embout (3), en reposant de manière élastique sur les plots (9) et les bossages (10), dont les extrémités supérieures sont situées dans un même plan horizontal. Il s'agit d'un appui élastique, compte tenu de l'action des lames de ressort (5). Deux doigts (12) de mise en place, et un doigt (13) de positionnement angulaire prédéterminé du grappin (2), par rapport à l'assemblage combustible (1), sont montés sur la platine (11), et dirigés verticalement vers l'em- bout (3). Chacun de ces doigts a la forme d'une tige cylindrique terminée par une partie tronconique. Chaque doigt comporte une partie supérieure, à savoir (12a) et (13a), formant épaulement. Les deux doigts (12) de mise en place sont situés aux deux extrémités d'une diagonale de la platine (11), tandis que le doigt (13) de positionnement angulaire est situé à une extrémité de l'autre diagonale de la même platine (11). Lors de l'accouplement du grappin (2) et de l'assemblage combustible (1), par descente du premier vers le dernier, les doigts (12) pénètrent dans les orifices (6) et (7) respectivement, de l'embout (3), tandis que le doigt de positionnement angulaire (13) pénètre dans le trou (8) du même embout (3). Cette pénétration qui suppose une coïncidence angulaire et du grappin (2) et de l'assemblage combustible (1), s'arrête lorsque les épaulements (12a) et (13a) viennent au contact des plots (9) et des bossages (10). Il y a donc correspondance et adaptation du diamètre des orifices (6) et (7) à celui des doigts de mise en place (12), et d'autre part du diamètre de l'orifice (8) à celui du doigt (13) de positionnement angulaire.Par ailleurs, la platine (11) comporte une cale (14), opposée au doigt de positionnement (13), et de même épaisseur que les parties (12a) et (13a) des doigts (12) et (13) respectivement. Sur la platine (11), sont montées et articulées quatre pinces d'accrochage (15). Chaque pince a la forme d'un fer à cheval et comporte deux branches dirigées verticalement vers l'embout (3), et chaque branche (15a) ou (15b) comporte un rebord (lSc) dirigé vers l'extérieur. Ces pinces sont disposées sur la platine (11), à l'intérieur du périmètre délimité par les doigts (12) et (13) et la cale (14), et chaque pince est disposée parallèlement à un côté de la bordure (3). Par conséquent, lorsque la platine (11) est au contact de l'em- bout (3) comme décrit précédemment, les pinces (15) ont pénétré à l'intérieur de la cavité (4), et les différents rebords (15c) se trouvent à un niveau situé audessous de la bordure supérieure (3a). Comme ces pinces sont mobiles vers l'extérieur, leur déplacement correspondant permet d'accrocher cette bordure inférieure, et par conséquent dès cet instant, le grappin (2) se trouve accouplé à l'embout (3), ce qui permet la manutention de l'assemblage combustible. Comme le montre la figure 3, l'embout (3) peut se trouver décalé angulairement par rapport à sa position de référence, dans laquelle le grappin (2) se déplace pour s'accrocher à l'assemblage (1). Dans ces conditions, l'un des doigts de mise en place (12) est susceptible de pénétrer dans l'un des orifices de mise en place, à savoir l'orifice (7), mais l'autre doigt de mise en place (12) et le doigt de positionnement angulaire (13) échapperont à leurs orifices respectifs, lors de la descente du grappin (2), par exemple en se positionnant à l'extérieur de la bordure (3). Dans le même temps, certaines pinces d'accrochage (15), par exemple les pinces situées en haut et à gauche de la figure 3, sont susceptibles de s'accrocher aux lames de ressort (5) décrites précédemment, ce qui entrave la descente du grappin (2). Dans ces conditions, non seulement les pinces d'accrochage (15) ne sont pas susceptibles de venir en prise avec la bordure (3a), mais également le grappin (2) se retrouve coincé dans les lames (5). Compte tenu de la télécommande du dispositif de manutention, il devient particulièrement délicat de dégager le grappin (2) de l'embout (3). Conformément aux figures 4 à 6, et selon l'invention, au doigt de positionnement angulaire (8), est associé un doigt détrompeur (16), dirigé verticalementc vers l'embout (3), et par conséquent parallèlement au doigt de positionnement angulaire (13). Ce doigt (16) est disposé, à distance du doigt (13), à l'intérieur du périmètre délimité par les doigts de mise en place (12) et le doigt de positionnement angulaire (13). Ce doigt détrompeur (16) comporte un talon (16a), serré entre la platine (11) et le doigt de positionnement angulaire (13), grâce à l'écrou (17). Comme le montre la figure 6, ce talon est orienté et dirigé selon une diagonale de la platine (11). Comme montré à la figure 5, le doigt (16) a plus particulièrement la forme d'une aile incurvée, d'extension verticale, ce qui permet en particulier de contourner tel ou tel obstacle, situé à l'intérieur (4) de la bordure périphérique (3), dans la position normale d'accrochage représentée à la figure 6. Un insert (18) disposé entre la platine (11) et le talon (16a) permet de fixer angulairement la position du doigt (16) par rapport à la platine (11). Dans la position angulaire de référence, correspondant à l'accouplement normal de l'embout (3) et du grappin (2), et montrée à la figure 6, le doigt (16) décrit précédemment pénètre à l'intérieur de la bordure périphérique (3a), dans l'espace (4), comme montré en particulier par la figure 4. Par contre, en cas d'écart angulaire de l'embout (3) par rapport à la position de référence et d'accouplement, comme montré à la figure 3, le doigt (16) viendra en butée ou au contact de la bordure périphérique (3), comme plus particulièrement montré à la figure 7, en interdisant ainsi toute descente du grappin 2, et par conséquent des pinces d'accrochage (15). Celles-ci, ne seront donc pas susceptibles de se coincer sous les lames de ressort (5). REVENDICATIONS 1/ Grappin (2) de manutention, mobile en rotation par rapport à un axe vertical, destiné à la préhension d'un élément (1) allongé verticalement, lequel comporte à son extrémité supérieure une pièce terminale (3) substantiellement plane et horizontale, avec une bordure périphérique (3a), ledit grappin comprenant une platine horizontale (11) pour venir en appui contre la pièce terminale, des pinces d'accrochage (15) de ladite bordure, également dirigées verticalement vers la pièce terminale, disposées sur la platine pour pénétrer à l'intérieur (4) de la borde (3a), et mobiles vers l'extérieur pour accrocher cette dernière, caractérisé en ce que, au doigt de positionnement angulaire (8), est associé au moins un doigt détrompeur (16), dirigé verticalement vers la pièce terminale (3), disposé à distance du doigt de positionnement (13), lequel d'une part, dans la position angulaire prédéterminée du grappin (2) par rapport à la pièce terminale (3); est susceptible de pénétrer à l'intérieur (4) de la bordure périphérique de cette dernière, et d'autre part, en cas d'écart angulaire du grappin par rapport à ladite position angulaire, est susceptible de venir en butée contre la bordure périphérique (3a), en interdisant la descente du grappin, et donc des pinces d'accrochage (15). 2/ Grappin selon la revendication 1, caractérisé en ce que le doigt détrompeur (16) est situé à l'intérieur du périmètre délimité par les doigts (12) de mise en place et le doigt (13) de positionnement angulaire. 3/ Grappin selon la revendication 1, caractérisé en ce que le doigt détrompeur (16) comporte un talon (16a) serré entre la platine (11) et le doigt de positionnement angulaire (13).