Brevet FR2646660A1 — publié le 19901109

La présente invention concerne un appareil pour saisir un objet par manipulation à distance et le transporter de façon sûre, ainsi que pour accoupler une connexion électrique à embrochage par manipulation à distance. L'invention concerne en particulier la préhension par manipulation à distance et le transport sûr d'un outil, de même que l'accouplement simultané par manipulation à distance d'une connexion électrique à embrochage pour l'outil, par le seul déplacement vertical d'une moufle à crochet de pont roulant, grue ou analogue, en vue de l'utilisation consécutive de L'outil dans les zones d'installations nucléaires dans lesquelles Lt'emploi de personnel n'est pas possible en raison d'influences de L'envi- ronnement. La demande de brevet aLLemand antérieure, non publiée, P 36 15 033.6 au nom de la Demanderesse, décrit déjà un appareil pour saisir un outil par manipulation à distance et le transporter de façon sûre, ainsi que pour accoupler une connexion électrique à embrochage par manipulation à distance, connexion qui sert à l'alimentation en énergie électrique de l'outil. Cet appareil comprend essentiellement une première partie de connecteur attachée à une moufle de crochet de pont roulant, une seconde partie de connecteur disposée sur l'outil, en regard de la première partie de connecteur, un crochet disposé sur la moufle et un dispositif de iaintien, prévu sur l'outil, pour la liaison avec le crochet. Le dispositif de mainitien et le crochet d'une part, ainsi que les deux parties du connecteur d'autre part, sont situés à distance l'un de L'autre transversalement au mouvement vertical de la moufle. Avec cet appareiL, des couples indésirés peuvent être produits lors de l'accouplement du connecteur électrique. De plus, l'agencement décrit de cet appareil selon la demande antérieure de la Demanderesse a un encombrement pour lequel il n'y a pas toujours La place dans toutes les applications. Par le brevet DE 26 28 865, on connait un appareil, destiné au secteur des installations nucléaires, pour l'accouple- ment par manipulation à distance d'une connexion électrique à embrochage, qui utilise des dispositifs de préhension pouvant être ouverts et fermés par un moteur d'entrainement et des broches filetées portant des écrous. Le raccordement électrique est réaLisé à l'aide d'un connecteur multipolaire possédant plusieurs broches et douilles de contact. Pour l'accouplement par manipulation à distance de ce connecteur électrique, il faut des dispositifs supplémentaires de manipulation, comme par exemple des manipu- lateurs électromécaniques, des systèmes d'accouplement actifs et ainsi de suite. L'utilisation de systèmes d'accouplement actifs demande des entraînements auxiliaires supplémentaires, tels que des broches filetées de rentrée, qu'il faut également alimenter en énergie électrique. Le câble de raccordement doit, de ce fait, comporter un grand nombre de conducteurs, ce qui entraîne l'inconvénient supplémentaire que la place nécessaire pour l'accumulation du câble devient plus importante. Les commandes supplémentaires diminuent également la fiabilité de l'ensemble du système. De manière générale, il est devenu usuel, dans le secteur des installations nucléaires, d'effectuer des travaux à l'aide d'outils de travail manipulés à distance au moyen d'un pont roulant, une grue ou analogue. Le crochet d'un tel engin permet de saisir les outils de travail tes plus divers, de les transporter au lieu d'utilisation et de les y maintenir à la position voulue pendant l'utilisation. Un crochet de pont permet également de saisir et de transporter des pièces à remplacer. Un tel système de manipulation à distance, utilisant un pont roulant ou un engin semblable, est très robuste, facile à commander et adaptable aux tâches les plus variées. Des difficultés sont cependant rencon- trées, dans l'emploi d'un tel système, au niveau de l'établissement et de la rupture de liaisons électriques pour des alimentations, dans des lignes de commande, et ainsi de suite, ainsi qu'au niveau de la réception, de la préhension et du transport en toute sécurité d'objets, comme par exemple des outils à moteur électrique, au moyen du pont roulant. Compte tenu de cet état de la technique, l'invention vise à créer un appareil pour saisir un objet par manipulation à distance et le transporter de façon sûre, ainsi que pour accoupler 2646660. une connexion électrique à embrochage par manipulation à distance, qui, tout en étant facile à commander, réponde à des exigences sévères de fiabilité, comme celles posées par exemple dans le domaine de la télémanipulation dans les installations nucléaires. Selon l'invention, ce résultat est obtenu avec un appareil, comme défini au début, qui est caractérisé en ce qu'il comprend un premier adaptateur attachable à une moufle à crochet de pont roulant, grue ou analogue et présentant au moins un cliquet de charge verrouillable à une position par un dispositif de verrouillage et une première partie de connecteur à embrochage, disposée au centre, et un second adaptateur attachable à l'objet à transporter et présentant un tenon pouvant être amené en prise avec le cliquet de charge et une seconde partie du connecteur à embrochage disposée au centre du tenon. Normalement, le premier adaptateur est attaché à une moufle à crochet, tandis que le second adaptateur est attaché de préférence à un outil mû par un moteur électrique. Un tel appareil a non seulement une structure compacte et robuste, il évite également l'apparition indésirée de couples lors de l'accouplement de la connexion électrique. Comme la première partie du connecteur est située à l'intérieur du premier adaptateur, celui-ci remplit en même temps la fonction d'une protection mécanique pour cette partie du connecteur. En outre, comme la seconde partie du connecteur est disposée à l'intérieur du tenon du second adaptateur, cette partie du connecteur est également protégée contre les endommagements mécaniques. De plus, du fait que la structure d'ensemble peut être réalisée essentiel- lement à symétrie de révolution, on obtient à la fois un centrage et un accouplement faciles de la connexion à embrochage, de même qu'un verrouillage aisé des deux adaptateurs, sans que des couples soient produits. Un aspect essentiel de l'appareil selon l'invention est que l'encliquetage du premier adaptateur sur le second adaptateur, au moyen du cliquet de charge, le verrouillage de la liaison ainsi établie par le dispositif de verrouillage, ainsi que l'accouplement simultané de la première partie du connecteur à la seconde partie de ceLui-ci, pour l'établissement de la connexion électrique à embrochage, sont rendus possibles par le seuL aLignement et Le déplacement vertical consécutif de La moufle à crochet. Pour établir la Liaison entre les deux adaptateurs et La connexion par embrochage entre les deux parties du connecteur, on fait descendre la moufle à crochet, à laquelle est fixé le premier adaptateur, par rapport au second adaptateur, sur une telle hauteur que le cliquet ou chaque cliquet du premier adaptateur entre en prise avec le tenon du second adaptateur et soit verrouillé dans cet état par le dispositif de verrouillage, la connexion par embrochage des deux parties du connecteur étant réalisée par le mouvement vertical relatif des adaptateurs. Lors du soulèvement consécutif de la moufle, le second adaptateur, auquel est attaché de préférence un outil à moteur électrique, est retiré de son support et amené au lieu d'utilisation. Ainsi qu'il ressort de ce qui va suivre, la structure de l'appareil selon l'invention permet également une séparation facile des deux adaptateurs l'un de l'autre, séparation qui est essentiellement produite par un mouvement vertical de la moufle à crochet et à l'aide d'un dispositif récepteur de confi- guration adéquate pour le second adaptateur. Selon un perfectionnement de l'appareil, le dispositif de verrouillage est formé par un élément de verrouillage qui, partant d'une position supérieure, alors que le premier adaptateur est séparé du second adaptateur, est déplaçable par gravité, lors du basculement du ou des cliquets à une position relevée, à une posi- tion inférieure o il verrouille mécaniquement le ou les cliquets à la position relevée. Grâce à cette réalisation, l'élément de verrouillage descend automatiquement, par gravité, à sa position inférieure pour Le verrouillage du cliquet ou de chaque cliquet à sa position relevée, dans laquelle les deux adaptateurs sont mécaniquement verrouillés ensemble. On obtient une structure particulièrement simple, avec une réalisation essentiellement à symétrie de révolution de l'appareil selon l'invention, lorsque, selon un autre perfection- nement, le premier adaptateur est réalisé comme une cloche à cliquet(s), cette cloche présente une paroi latérale extérieure qui 2646660. est essentieLLement cylindrique, l'élément de verrouillage est un anneau de verrouillage disposé coulissant verticalement sur la paroi extérieure cylindrique de la cloche et le cliquet ou chaque cliquet est conformé de manière qu'il fasse radialement saillie de la paroi extérieure cylindrique de la cloche lorsqu'il a été basculé à sa position abaissée, tandis qu'il ne dépasse pas à l'extérieur de cette paroi lorsqu'il a été basculé à sa position relevée, permettant ainsi la chute de l'anneau de verrouillage à la position de verrouillage. Il est préférable, selon une autre caractéristique de l'invention, que le cliquet soit retenu à sa position abaissée par une butée, de sorte qu'on obtient une position de départ bien définie du cliquet au début de l'emboitement du tenon. Avec une exécution appropriée à la fois du tenon et du ou des cliquets, des décalages axiaux mutuels des deux adaptateurs peuvent ainsi être compensés automatiquement lors de l'emboîtement du tenon. Selon un autre perfectionnement, le tenon comprend un manchon de guidage entourant la seconde partie du connecteur à distance radiale et se raccordant à une surface de contact tronconique qui fait partie d'un collet de réception entrant en prise avec le cliquet lors du basculement de celui-ci à sa position relevée. En réalisant le tenon de cette manière, on obtient son centrage automatique lorsqu'il est engagé dans la zone entre les cliquets, pendant que la seconde partie du connecteur est protégée mécaniquement contre les endommagements par le manchon de guidage. La transition de la surface de contact au collet de réception produit, en même temps que le basculement des cliquets augmente, un alignement axial de plus en plus précis des deux adaptateurs, les surfaces en question constituant simultanément, à la position de butée supérieure des cliquets, une partie de la liaison mécanique entre les cliquets et le tenon. Encore une autre caractéristique de l'invention prévoit que le tenon présente un collet d'appui par lequel le second adaptateur, après avoir été désaccouplé du premier adaptateur, peut être déposé sur un dispositif récepteur. 2646É60 On obtient une structure protégée contre Les contacts accidentels, empêchant l'attouchement de pièces de contact annuLaires sous tension et avec une protection contre Les endomma- gements mécaniques Lorsque, selon encore une autre caractéristique, le premier adaptateur présente un manchon de centrage qui entoure une partie femelle de forme annulaire du connecteur, manchon de centrage dont le diamètre extérieur est plus petit que Le diamètre intérieur du manchon de guidage, La seconde partie du connecteur à enfichage étant une partie mâle de forme annulaire. Il est préférable que le dispositif de verrouillage soit amené contre l'effet de la pesanteur à une position supérieure, o le cliquet ou chaque cliquet est déverrouillé, lorsque le second adaptateur est déposé sur le dispositif récepteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation préféré mais nullement limitatif, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une coupe axiale d'un appareil selon l'invention, montrant à gauche l'état o les deux adaptateurs sont en prise, avec verrouillage, tandis que la partie droite montre l'état déverrouillé; - la figure 2 est une coupe verticale d'un mode de réali- sation d'un dispositif récepteur destiné à recevoir plusieurs exem- plaires du second adaptateur de L'appareil selon l'invention; et - la figure 3 est une vue de dessus du dispositif récepteur selon la figure 2. Le mode de réalisation représenté sur la figure 1 de l'appareil selon l'invention pour saisir un objet par manipulation à distance et de transporter de façon sûre, ainsi que pour accoupler une connexion électrique à embrochage par manipulation à distance, est désigné globalement par la référence 1 et est composé essentiellement d'un premier adaptateur 2 et d'un second adaptateur 3. Le premier adaptateur 2 comprend une cloche à cliquets 4 dans laquelle sont montés basculants des cliquets 5, de préférence au nombre de 3. A son extrémité représentée en haut sur la figure 1, le premier adaptateur 2 est attaché à une moufle à crochet de pont 2646660. routant (non représentée). Chacun des cLiquets de charge 5 présente une face de butée inférieure 6, une face de butée supérieure 7 et une encoche 8. Lorsqu'il a été bascuLé à sa position abaissée, Le cliquet 5 est appliqué par sa face de butée inférieure 6 contre un élément de butée inférieur 9, tandis que, lorsqu'il a été amené par basculement à sa position relevée, il est appliqué par sa face de butée supérieure 7 contre un élément de butée supérieur 10. A La position abaissée, la partie extérieure - radialement par rapport à la cLoche 4 - du cliquet fait saillie au-delà de la paroi latérale extérieure 11, de forme cylindrique, de la cloche 4, de manière à constituer un appui pour un anneau de verrouillage coulissant -12 qui entoure la paroi extérieure 11 de la cloche à cliquets 4 et est verticalement déplaçable par rapport à celle-ci (voir la moitié droite de la figure 1). A la position relevée du cliquet 5, illustrée dans la moitié gauche de la figure 1, le cliquet 5 ne dépasse pas de la paroi extérieure cylindrique 11 de la cloche 4. A cette position, le cliquet 5 ne forme donc plus un appui pour l'anneau 12, de sorte que celui-ci, sous l'effet de son propre poids, peut glisser verticalement à une position inférieure o il verrouille les cliquets 5 mécaniquement, par leurs faces de butée arrière 13, à leurs positions relevées. Le premier adaptateur 2 comprend, en outre, un manchon de centrage 14 qui entoure une partie femelle 15 de forme annulaire d'un connecteur à embrochage. Le second adaptateur 3, relié solidement à un outil mû par un moteur électrique et pouvant être manipulé à distance, comprend un tenon 16 dont la partie supérieure - dans la représen- tation selon la figure 1 - possède un manchon de guidage 17 entourant à distance radiale une partie mâle 18 de forme annulaire du connecteur à embrochage, partie de connecteur qui est disposée au centre du tenon. Le diamètre intérieur du manchon de guidage 17 est plus grand que le diamètre extérieur du manchon de centrage 14. Au moins à son extrémité supérieure 19, le manchon de guidage 17 est pourvu d'un renflement destiné à assurer-le centrage lors de son emboîtement dans l'alésage 20 de la cloche à cliquets 4. Le 2646660. pied du manchon de guidage 17 se raccorde à une surface tronconique de contact 21, faisant également partie du tenon et qui est elle- même suivie d'un collet de réception 22 qui, lorsque Le tenon 16 est complètement engagé dans Le premier adaptateur, est venu se loger dans les encoches 8 des cliquets 5, amenés à leurs positions relevées. Le tenon 16 est pourvu en outre d'un collet d'appui 23 dont le diamètre augmente d'une partie inférieure à une partie supérieure de ce collet. Comme décrit par la suite en référence aux figures 2 et 3, ce collet d'appui sert à déposer le second adaptateur 3, après que celui-ci a été désaccouplé du premier adaptateur 2, sur un dispositif récepteur. Ainsi qu'il ressort déjà de la description du mode 'de réalisation de l'appareil selon la figure 1, lorsque le premier adaptateur 2 est abaissé par rapport au second adaptateur 3, l'extrémité supérieure 19 du manchon de guidage est d'abord précentrée grossièrement par une ouverture d'entrée de forme conique 24 en bas de la cloche à cliquets 4, le centrage étant poursuivi par l'application contre et le glissement le long des cliquets de charge 5, jusqu'à ce que l'extrémité renflée 19 du manchon de guidage 17 glisse dans l'alésage 20 et que la surface de contact - comme représenté à droite sur la figure 1 - s'applique contre la limite supérieure de l'encoche 8 des cliquets 5. Pendant la poursuite de l'abaissement de la cloche 4, le basculement des cLiquets 5 fait pénétrer le collet de réception 22 dans les encoches 8 des cliquets, l'encliquetage définitif des éléments mentionnés étant réalisé lorsque les faces de butée supérieures 7 des cliquets 5 s'appliquent contre les éléments de butée supérieurs 10. A ce moment, l'anneau 12 tombe à sa position inférieure, visible sur la partie gauche de la figure 1, o il verrouille les cliquets 5 à leurs positions relevées, en verrouillant donc en même temps les adaptateurs 2 et 3 ensemble, les deux parties du connecteur, à savoir la partie annulaire mâle 8 et la partie annulaire femelle 15 ayant été accouplées quand cette position est atteinte. En examinant Le mode de réalisation selon la figure 1, l'homme de métier comprendra qu'à la suite du verrouillage, le premier adaptateur 2 ne peut être séparé du second adaptateur 3 qu'en supprimant d'abord le verrouillage des cliquets 5 par le OS soulèvement de l'anneau coulissant 12. Cette opération demande un dispositif séparé, lequel sera expliqué ciaprès en référence aux figures 2 et 3. Le dispositif récepteur, représenté par une coupe verticale sur la figure 2 et une vue de dessus sur la figure 3, est désigné globalement par la référence 25 et comprend un bâti formant une sorte de râtelier 26 avec un certain nombre d'auges 27 destinées à recevoir chacune un outil. Ces outils sont utilisables alternativement et la forme de chaque auge 27 est adaptée à celle du collet d'appui 23 des seconds adaptateurs 3. Pour chaque outil (non représenté) pouvant être déposé, le râtelier est muni d'un tube de guidage 28 orienté verticalement et dans lequel peut se déplacer un contre-poids 29 pour une fourche 30 qui est essentiel- lement en U et est reliée au contre-poids 29 par un câble 31 passant sur une poulie de renvoi 32. La fourche 30 est montée coulissante, dans le sens vertical, le long du tube de guidage 28, au moyen d'un fourreau 33. Comme on peut le voir sur la figure 1, l'anneau coulissant 12 est pourvu d'une gorge circonférentielle 34 dont le diamètre extérieur est adapté à la dimension intérieure de la fourche 30. Pour déverrouiller les deux adaptateurs 2, 3 l'un par rapport à l'autre, on déplace la moufle à crochet horizontalement, de manière que la gorge 34 de l'anneau 12 s'engage dans la fourche du dispositif récepteur 25; ensuite, en faisant descendre la moufle, on produit l'abaissement de l'appareil 1 jusqu'à ce que le collet d'appui 23 du second adaptateur 3 repose dans une auge 27 du râtelier 26, de sorte que les cliquets 5 sont déchargés. Sous l'effet du contre-poids 29, la fourche 30 remonte l'anneau coulissant 12 à sa position en butée supérieure. Les cliquets 5, déchargés, peuvent maintenant retomber sous l'effet de leur propre poids à leur position abaissée, de sorte que le tenon 16 est libéré. En faisant monter la moufle du-pont, le premier adaptateur 2 est séparé du second adaptateur 3 et Le déplacement horizontal consécutif, vers La droite dans La représentation selon La figure 2, fait sortir L'anneau 12 de La fourche 30. Le premier adaptateur 2 est à présent prêt à recevoir un autre outil du râtelier 26 formant magasin. Bien que l'appareil selon l'invention ait été décrit en référence à une application particulière de la manipulation à distance dans les installations nucléaires, le domaine d'application de l'appareil selon l'invention n'est pas limité à de telles instaLLations, l'invention étant au contraire applicable à tous les cas o il s'agit de saisir un objet par manipulation à distance et de réaliser une liaison pour la transmission de signaux ou l'alimentation en courant électrique. 2646660. REVENDICATIONS 1. Appareil pour saisir un objet par manipulation à distance et le transporter de façon sûre, ainsi que pour accoupler une connexion électrique à embrochage par manipulation à distance, caractérisé en ce qu'il comprend un premier adaptateur (2) attachable à une moufle à crochet de pont rouLant, grue ou analogue et présentant au moins un cliquet de charge (5) verrouillable à une position par un dispositif de verrouillage (12) et une première partie de connecteur à embrochage (15) disposée au centre, et un second adaptateur (3) attachable à l'objet à transporter et présentant un tenon (6) pouvant être amené en prise avec le cliquet de charge (5) et une seconde partie de connecteur à embrochage (18) disposée au centre du tenon. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage est formé d'un élément de verrouillage (12) qui, partant d'une position supérieure, alors que le premier adaptateur (2) est séparé du second adaptateur (3), est déplaçable par gravité, lors du basculement du ou des cliquets (5) à une position relevée, à une position inférieure o il verrouille mécaniquement (12, 13) le ou les cliquets (5) à la position relevée (moitié gauche de la figure 1). 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier adaptateur (2) est réalisé comme une cloche (4) à cliquet(s), que la cloche (4) présente une paroi latéraLe extérieure (11) qui est essentiellement cylindrique, que l'élément de verrouillage est un anneau de verrouillage (12) disposé coulissant verticalement sur la paroi extérieure cylindrique (11) de la cloche, et que le cliquet ou chaque cliquet (5) est conformé de manière qu'il fasse radialement saillie de la paroi extérieure cylindrique (11) de la cloche Lorsqu'il a été basculé à sa position abaissée (moitié droite de la figure 1), tandis qu'il ne dépasse pas à l'extérieur de cette paroi lorsqu'il a été basculé à sa position relevée (moitié gauche de la figure 1). 4. Appareil selon l'une quelconque-des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le cliquet (5) est retenu à sa position abaissée (moitié droite de La figure 1) par un éLément de butée inférieur (9). 5. AppareiL selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le tenon (16) comprend un manchon de guidage (17) entourant la seconde partie du connecteur (18) à distance radiale et se raccordant à une surface de contact tronconique (21) qui fait partie d'un collet de réception (22) entrant en prise avec le cLiquet (5) lors du basculement de celui-ci à sa position relevée (moitié gauche de la figure 1). 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à , caractérisé en ce que le tenon (16) présente un collet d'appui (23) par lequel le second adaptateur (3), après avoir été désaccouplé du premier adaptateur (2), peut être déposé sur un dispositif récepteur (25, 27). 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le premier adaptateur (2) présente un manchon de centrage (14) qui entoure une partie femelle de forme annulaire (15) du connecteur, manchon de centrage dont le diamètre extérieur est plus petit que le diamètre intérieur du manchon de guidage (17), et que la seconde partie du connecteur à embrochage est une partie mâle de forme annulaire (18). 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le second adaptateur (3) est attaché à un outil à moteur électrique. 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le dispositif de verrouillage est amené contre l'effet de la pesanteur à une position supérieure, o le cliquet ou chaque cliquet (5) est déverrouillé, lorsque le second adaptateur (3) est déposé sur le dispositif récepteur (25, 27).