Brevet FR2667912A1 — publié le 19920417

La présente invention concerne un dispositif de positionnement optimal d'un prolongateur sur chaque élément de liaison fileté d'un ensemble d'éléments de liaison filetés destiné à la fixation d'une pièce sur un appareil. Dans de nombreuses applications industriel- les, on utilise pour fixer de manière amovible une pièce sur un appareil, plusieurs éléments de liaison filetés constitués par exemple par des goujons. C'est notamment le cas pour des enceintes sous pression utilisées dans l'industrie, notamment nucléaire, par exemple les cuves de réacteurs nucléaires, chimique ou pétrochimique o un couvercle est fixé de manière amovible sur une cuve afin de pouvoir intervenir périodiquement dans ladite cuve. A cet effet, le couvercle est fixé sur la cuve par des goujons qui sont vissés dans des taraudages prévus en partie haute de ladite cuve et qui pénètrent dans des alésages débouchants prévus dans la bride du couvercle et correspondant auxdits taraudages. Ces goujons sont généralement employés en assez grand nombre et relativement rapprochés les uns des autres, et généralement on effectue une traction sur chaque goujon par l'intermédiaire d'un dispositif de tension, en vue de les maintenir en état de précon- trainte et, pendant cette traction, on visse ou on dévisse un écrou de serrage. Dans certain cas, les goujons sont de type court, si bien que pour effectuer sur ces goujons la traction nécessaire en vue de les maintenir dans un état de précontrainte au moment du vissage ou du dévissage de l'écrou de serrage, il est indispensable de visser sur l'extrémité libre de chaque goujon un prolongateur. Chaque prolongateur est vissé sur un élément de liaison à l'aide d'un module de support qui prend appui sur la pièce à fixer et qui comporte à cet effet des moyens d'entrainement en rotation du prolongateur pour son vissage ou son dévissage sur l'élément de liaison et des moyens de mise en tension de l'élément de liaison fileté. Ce module de support et d'extension est constitué par un ensemble monobloc qui permet généralement de positionner deux prolongateurs et de mettre en tension simultanément deux éléments de liaison par l'intermédiaire de ces prolongateurs. Mais ce système forme un ensemble rigide difficile à manipuler et à positionner pour obtenir un alignement de chaque prolongateur sur l'élément de liaison fileté correspondant de telle sorte que, bien souvent, le vissage des prolongateurs engendre un bridage pouvant se transformer en refus de vissage ou en grippage, étant donné le défaut d'alignement dû au fait que le module est positionné de travers sur la pièce à fixer. Jusqu à présent, l'alignement est obtenu en ajustant manuellement la position de chaque prolonga- teur ce qui est loin d'être une situation satisfai- sante pour des opérations répétitives et exécutées par exemple dans un environnement irradié. La présente invention a pour but de s'affranchir de ces inconvénients et de proposer un dispositif qui permet de positionner automatiquement les prolongateurs sur des éléments de liaison filetés correspondants pour effectuer le vissage de ces prolongateurs dans les meilleures conditions. La présente invention a pour objet un - dispositif de positionnement optimal d'au moins un prolongateur sur au moins un élément de liaison fileté de fixation d'une pièce sur un appareil, le ou chaque prolongateur étant destiné à être vissé sur un élément de liaision fileté et ledit dispositif comprenant un module de support de ou des prolongateurs et comportant des moyens d'entraînement en rotation du ou des prolongateurs pour le vissage ou le dévissage sur l'élément de liaison fileté correspondant et des moyens de mise en tension du ou des éléments de liaison filetés par l'intermédiaire dudit prolongateur correspondant-, caractérisé en ce qu'il comprend également: des moyens de centrage du module sur le ou les éléments de liaison filetés, des moyens de sustentation du module par rapport à ladite pièce, et des moyens de glissement dans un plan horizontal du ou des prolongateurs par rapport à l'axe de l'élément de liaison fileté correspondant au moment du vissage du ou des prolongateurs. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: les moyens de centrage sont formés par deux manchons montés de chaque côté dudit module par des organes de fixation et destinés chacun à coopérer avec l'extrémité libre de l'élément de liaison fileté adjacent à ou aux éléments de liaison filetés recevant ledit prolongateur, les organes de fixation de chaque manchon avec le module sont formés par une première partie solidaire dudit module et une seconde partie solidaire dudit manchon correspondant, lesdites parties étant déplaçables l'une par rapport à l'autre dans un plan vertical et dans un plan horizontal, les moyens de glissement dans un plan horizontal du ou des prolongateurs par rapport à l'axe de l'élément de liaison fileté correspondant sont interposés entre la première partie solidaire dudit module et la seconde partie solidaire dudit manchon correspondant de chaque organe de fixation, la première partie de chaque organe de fixation comprend un axe vertical relié audit module par une console et comportant à sa partie inférieure un cône mâle, l'axe vertical est muni à son extrémité inférieure d'un flasque monté coulissant dans ledit axe et ménageant avec la face inférieure de celui-ci un espace dans lequel sont montés les moyens de sustentation dudit module, les moyens de sustentation dudit module sont constitués par au moins un organe élastique, l'organe élastique est formé par un empilage de rondelles ressorts, la seconde partie de chaque organe de fixation comprend un cône femelle destiné à coopérer avec le cône mâle de ladite première partie et formé dans un couvercle comportant un orifice central pour le passage de l'axe vertical de ladite première partie, ledit couvercle étant monté sur l'extrémité supérieure d'un boîtier fixé sur le manchon corres- pondant, le cône femelle ménage avec le cône mâle correspondant un jeu lorsque le manchon est en appui sur la pièce à fixer, ledit jeu étant réglable par des cales interposées entre le couvercle et le boîtier, les moyens de glissement dans un plan horizontal du ou des prolongateurs sont constitués par au moins deux cartouches à bille disposées entre le fond du bottier et le flasque de la première partie de l'organe de fixation correspondant, la bille de chaque cartouche à bille étant en appui sur la face inférieure dudit flasque au moment du vissage du ou des prolongateurs, la face inférieure dudit flasque est pourvue d'une plaque d'usure interchangeable. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la Fig 1 est une vue schématique en plan du couvercle d'une cuve d'un réacteur nucléaire, la Fig 2 est une vue schématique en coupe longitudinale du module de support et d'extension muni du dispositif de positionnement optimal suivant l'invention, la Fig 3 est une vue à plus grande échelle et en coupe des moyens d'entrainement en rotation des prolongateurs, la Fig 4 est une vue à plus grande échelle et en coupe d'un dispositif de positionnement optimal suivant l'invention, la Fig 5 est une vue en coupe suivant la ligne 5-5 de la Fig 2, la Fig 6 est une vue schématique dévelop- pée de la face extérieure d'un manchon du dispositif de positionnement optimal suivant l'invention. Le module de support tel qu'il est représen- té à la Fig 2 est utilisé pour le positionnement et la mise en tension simultané de deux éléments de liaison filetés 1, constitués par exemple par des goujons et destinés à la fixation d'un couvercle 2 sur une cuve 3 par exemple d'un réacteur nucléaire (Fig l). La cuve 3 comporte, en partie haute, un ensemble de taraudages 4 répartis symétriquement sur une circonférence concentrique par rapport à l'axe principal de ladite cuve et destinés à recevoir chacun l'extrémité fileté d'un élément de liaison 1. D'autre part, le couvercle 2 est pourvu d'une bride périphérique 2 a percée d'alésages débouchants 5 correspondant aux taraudages 4 de la cuve 3 et répartis symétriquement sur une circonférence concentrique par rapport à l'axe principal dudit couvercle Chaque alésage débouchant 5 est destiné au passage d'un élément de liaison fileté 1 Sur l'extrémité libre de chaque élément de liaison fileté est vissé un écrou de serrage 6 pour la fixation du couvercle 2 sur la cuve 3. Au moment du vissage ou du dévissage de chaque écrou de serrage 6, il est nécessaire d'exercer une traction sur chaque élément de liaison fileté 1 au moyen d'un dispositif de mise en tension approprié. Etant donné que la longueur disponible à l'extrémité de chaque élément de liaison n'est pas suffisante pour visser un écrou d'extension et positionner le dispositif de mise en tension, il est indispensable de visser sur cette extrémité un prolongateur. A cet effet, le module représenté à la Fig. 2 comporte des moyens de support et d'entraînement en rotation de deux prolongateurs 10 et des moyens de mise en tension simultanée de deux éléments de liaison filetés 1 par l'intermédiaire de ces deux prolonga- teurs 10. r Sur la Fig 2, on a représenté un prolongateur en position haute et un prolongateur en position vissée sur l'extrémité de l'élément de liaison fileté 1 correspondant. Le module représenté à la Fig 2 est constitué par un cadre 11 supportant un corps cylindrique 12 comportant à sa partie supérieure un alésage 13 dans lequel est monté un piston double 14. Ce piston double 14 ménage, avec l'alésage 13 du corps cylindrique 12, une chambre de pression 15 reliée à des moyens d'alimentation en fluide sous pression non représentés et comportent deux orifices 16 et 17 pour le passage dans chacun de ceux-ci d'un prolongateur 10. Chaque prolongateur 10 est pourvu à son extrémité inférieure d'un orifice fileté 18 dont le filetage correspond au filetage de l'élément de liaison 1. D'autre part, sur l'extrémité supérieure de chaque prolongateur 10 est vissé un écrou d'extension 19 qui est en appui sur le piston double 14 lorsque le prolongateur 10 correspondant est vissé comme représenté sur la partie droite de la fig 1. La partie inférieure du corps cylindrique 12 comporte des lumières la pour le vissage et le dévis- sage des écrous de serrage 6 par un outil approprié non représenté. Le cadre 11 du module est muni à sa partie supérieure d'un oeilleton de levage 20 destiné à être accroché à une élingue d'un palan non représenté. Par ailleurs, le cadre 11 comporte à sa partie médiane une table-21 sous laquelle est suspendu chaque prolongateur 10 par l'intermédiaire d'un manchon taraudé 22, dans lequel se visse un tube 23 solidaire du prolongateur 10 correspondant (Fig 3). Le manchon taraudé 22 est vissé sur un support 24. Le support 24 est posé sur trois billes 25 disposées à 1200 sur une plaque 26, laquelle est elle même posée sur trois empilages de rondelles à ressort 27 interposées entre ladite plaque 26 et la table 21, lesdites rondelles étant capables de supportées le poids du prolongateur 10. Le tube 23 est pourvu de cannelures intérieures permettant l'entrainement en rotation du prolongateur 10 par un arbre cannelé 28 Cet arbre cannelé 28 est entrainé en rotation par un moteur 29 par l'intermédiaire de deux pignons 30 et 31. Une tige anti-rotation 32 est interposée entre le support 24 et la table 21 pour empêcher le pivotement dudit support 24 lors du démarrage du moteur 29. Les moyens d'entraînement en rotation de chaque prolongateur 10 sont identiques. Le module est également équipé selon l'invention d'un dispositif de positionnement optimal des prolongateurs 10 sur les éléments de liaison filetés 1. Ce dispositif comprend des moyens de centrage du module sur les éléments de liaison filetés 1, des moyens de sustentation dudit module par rapport au couvercle 2, et des moyens de glissement dans un plan horizontal des prolongateurs 10 par rapport aux axes des éléments de liaison filetés 1, au moment du vissage de ces prolongateurs. Les moyens de centrage sont constitués par I deux ensembles identiques désignés par la référence 40 et montés de chaque côté et sur la périphérie du corps cylindrique 12 du module (Figs 2 et 5). En se reportant à la Fig 4, on va décrire un seul ensemble, l'autre ensemble étant identique. Comme représenté sur la Fig 4, l'ensemble se compose d'un manchon 41 monté sur le côté du corps cylindrique 12 du module, par des organes de fixation. Le manchon 41 est destiné à prendre appui sur la bride 2 a du couvercle 2 en coiffant l'écrou de serrage 6 et l'extrémité libre de l'élément de liaison fileté 1 adjacent à celui sur lequel est visssé le prolongateur 10. A cet effet, l'extrémité inférieure du manchon 41 est munie de deux éléments de guidage 42 (Fig 6). Une bague fendue 43, par exemple en polyacétol, est placée sur l'écrou de serrage 6 afin de protéger ledit écrou et de faciliter le centrage du manchon 41 au moment de la descente du module. Les organes de fixation reliant le manchon 41 avec le corps cylindrique 12 du module sont formés par une première partie 45 solidaire dudit corps cylindrique et une seconde partie 46 solidaire dudit manchon Les deux parties 45 et 46 sont déplaçables l'une à l'autre dans un plan vertical et dans un plan horizontal. La première partie 45 des organes de fixa- tion comprend une console 47 fixée sur le corps cylindrique 12 et munie d'un tube vertical 48 taraudé dans lequel est vissé un axe vertical 49 comportant à sa partie inférieure un cône mâle 50. L'axe vertical 49 est muni à son extrémité inférieure d'un flasque 51 monté coulissant et relié audit axe par une tige filetée 52. Le flasque 51 ménage, avec la face infé- rieure de l'axe vertical 49, un espace dans lequel sont montés les moyens de sustentation du module. Ces moyens de sustentation sont constitués par au moins un organe élastique formé par exemple par un empilage de rondelles ressorts 53 La tige filetée 52 sert également au réglage de la tension de l'empi- lage des rondelles ressorts 53. La seconde partie 46 des organes de fixation comprend un cône femelle 54 destiné à coopérer avec le cône mâle 50 de la première partie 45 et formé dans un couvercle 55 comportant un orifice central 56 pour le passage de l'axe vertical 49 de ladite première partie. Le couvercle 55 est fixé sur un boîtier 57. Au montage, la position du couvercle 55 par rapport au boiter 57 est réglable par des cales 58, par exemple pelables, interposées entre ledit couvercle et ledit boîtier ce qui permet de pouvoir régler le jeu J entre les deux cônes 50 et 54 lorsque le manchon 41 est en appui sur la bride 2 a du couvercle 2. Le boîtier 57 est fixé par des vis 59 sur la plaque supérieure 41 a du manchon 41. Les moyens de glissement dans un plan hori- zontal du module et par conséquent des prolongateurs sont constitués par trois cartouches à bille 60 placées à 120 les unes par rapport aux autres entre le fond du boîtier 57 et le flasque 51. La bille 61 de chaque cartouche à bille 60 est en appuie sur la face inférieure du flasque 51 au moment du vissage des prolongateurs 10 La face il inférieure du flasque 51 est pourvue d'une plaque d'usure 62 interchangeable. Une goupille 63, amovible, assure l'aligne- ment du manchon 41 par rapport à la console 47. Comme on peut le voir sur la Fig 5 l'axe des manchons 41 est décalé par rapport à l'axe des consoles 47 de faaçon à pouvoir épouser la circonfé- rence sur laquelle sont répartis les éléments de liaison notamment dans le cas d'une cuve d'un réacteur nucléaire. De plus, l'ensemble des moyens de sustenta- tion et de glissement sont disposés sur un alignement unique passant par le centre de gravité G du module (Fig 5). Le dispositif fonctionne de la manière suivante. Le module est suspendu au palan par l'intermédiaire de son oeilleton de levage 20, les prolongateurs 10 étant en position haute La descente s'effectue lentement jusqu'à l'engagement des manchons 41 sur les bagues 43 des éléments de liaison fileté 1 adjacents à ceux destinés à recevoir les prolongateurs 10. Pendant la phase de descente, les rondelles ressorts 53 appliquent les cônes 50 et 54 l'un contre l'autre, si bien que l'assemblage est provisoirement rigide et l'entraxe des manchons 41 correspondant à l'entraxe X (Fig 5) des éléments de liaison filetés extérieurs servant au centrage La descente se poursuit jusqu'au contact des manchons 41 avec la bride 2 a du couvercle 2. l'élingue du palan se détend et le poids du module est alors supporté par les deux empilages des rondelles ressorts 53 Les rondelles ressorts 53 sont calculées pour que le module ainsi posé soit à une hauteur Y = 2 mm au-dessus de la bride 2 a du couvercle 2. Dans cette position, les rondelles ressorts 53 sont écrasées ce qui crée un jeu J de quelques millimètres entre les cônes 50 et 54 et les billes 61 des cartouches à bille 60 sont en contact avec la plaque d'usure 62 du flasque 51. Le module se trouve ainsi posé sur un système élastique avec, d'une part, la possibilité d'un déplacement vertical grâce aux rondelles ressorts 53 et, d'autre part, la possibilité d'un déplacement horizontal tous azimuts d'une valeur J par simple roulement sur les billes 61. Lorsque les prolongateurs 10 descendent en tournant pour s'engager sur les éléments de liaison filetés 1 qui sont rigides, le système flottant ainsi constitué s'autopositionne par rapport à ces deux éléments de liaison filetés ce qui élimine tout risque de refus de vissage ou de grippage. Le module est donc descendu sans précaution particulière sur les éléments de liaison filetés ce qui entraine un gain de temps appréciable notamment dans le cas d'une intervention en milieu irradié. Si un choc latéral se produit lors de la descente du module, les systèmes peuvent se déboiter au niveau des assemblages coniques et se remettre en place, sans aucun dégât. L'ensemble constitué par le bloc cylindre du module et par les prolongateurs étant entièrement flottant dans le plan horizontal, lesdits prolongateurs se vissent librement sans engendrer de bridage pouvant se transformer en refus de vissage ou de grippage. De plus, la mise en tension des prolonga-teurs n'engendre pas de contraintes de flexion dans le piston double ou dans les éléments de liaison filetés, car toutes les pièces se réalignent sans effort au cours de la mise en contact du bloc cylindre avec la pièce à fixer. REVENDICATIONS 1 Dispositif de positionnement optimal d'au moins un prolongateur ( 10) sur au moins un élément de liaison fileté ( 1) de fixation d'une pièce ( 2) sur un appareil ( 3), le ou chaque prolongateur ( 10) étant destiné à être vissé sur un élément de liaison fileté ( 1) et ledit dispositif comprenant un module de support ( 11, 12) de ou des prolongateurs et comportant des moyens ( 28, 29, 30, 31) d'entraînement en rotation du ou des prolongateurs ( 10) pour le vissage ou le dévissage sur l'élément de liaison fileté ( 1) corres- pondant, et des moyens ( 14, 15) de mise en tension du ou des éléments de liaison filetés ( 1) par l'intermé- diaire dudit prolongateur ( 10) correspondant caracté- risé en ce qu'il comprend également: des moyens ( 40) de centrage du module sur le ou les éléments de liaison filetés ( 1), des moyens ( 53) de sustentation du module par rapport à ladite pièce ( 2), et des moyens ( 60, 61) de glissement dans un plan horizontal du ou des prolongateurs ( 10) par rapport à l'axe de l'élément de liaison fileté ( 1) correspondant, au moment du vissage du ou des prolongateurs ( 10). 2 Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de centrage ( 40) sont formés par deux manchons ( 41) montés de chaque côté dudit module par des organes de fixation ( 45, 46) et destinés chacun à coopérer avec l'extrémité libre de l'élément de liaison fileté ( 1) adjacent à ou aux éléments de liaison filetés ( 1) recevant ledit prolongateur ( 10). 3 Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les organes de fixation de chaque manchon ( 41) avec le module ( 11, 12) sont formés par une première partie ( 45) solidaire dudit module ( 11, 12) et une seconde partie ( 46) solidaire dudit manchon ( 41) correspondant, lesdites parties ( 45, 46) étant déplaçables l'une par rapport à l'autre dans un plan vertical et dans un plan horizontal. 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens ( 60, 61) de glissement dans un plan horizontal du ou des prolongateurs ( 10) par rapport à l'axe de l'élément de liaison fileté ( 1) correspondant sont interposés entre la première partie ( 45) solidaire dudit module ( 11, 12) et la seconde partie ( 46) solidaire dudit manchon ( 41) correspondant de chaque organe de fixation. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première partie ( 45) de chaque organe de fixation comprend un axe vertical ( 49) relié audit module ( 11, 12) par une console ( 47) et comportant à sa partie inférieure un cône mâle ( 50). 6 Dispositif selon les revendications 1 et , caractérisé en ce que l'axe vertical ( 49) est muni à son extrémité inférieure d'un flasque ( 51) monté coulissant dans ledit axe et ménageant avec la face inférieure de celui-ci un espace dans lequel sont montés les moyens ( 53) de sustentation dudit module ( 11, 12). 7 Dispositif selon les revendications 1 et 6, caractérisé en ce que les moyens ( 53) de susten- tation ( 11, 12) sont constitués par au moins un organe élastique. 8 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élastique est formé par un empilage de rondelles ressorts ( 53). 9 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la seconde partie ( 46) de chaque organe de fixation comprend un cône femelle ( 54) destiné à coopérer avec le cône mâle ( 50) de ladite première partie ( 45) et formé dans un couvercle ( 55) comportant un orifice central ( 56) pour le passage de l'axe vertical ( 49) de ladite première partie ( 45), ledit couvercle ( 55) étant monté sur l'extrémité supérieure d'un boîtier ( 57) fixé sur le manchon ( 41) correspondant. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le cône femelle ( 54) ménage avec le cône mâle ( 50) correspondant un jeu lorsque le manchon ( 41) est en appui sur la pièce ( 2) à fixer, ledit jeu étant réglable par des cales ( 58) interposées entre le couvercle ( 55) et le boîtier ( 57). 11 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de glissement dans un plan horizontal du ou des prolongateurs ( 10) sont constitués par au moins deux cartouches à bille ( 60) disposées entre le fond du boîtier ( 57) et le flasque ( 51) de la première partie ( 45) de l'organe de fixation correspondant, la bille ( 61) de chaque cartouche à bille ( 60) étant en appui sur la face inférieure dudit flasque ( 51) au moment du vissage du ou des prolongateurs. 12 Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que la face inférieure dudit flasque ( 51) est pourvue d'une plaque d'usure ( 62) interchangeable.