Brevet FR2686386A1 — publié le 19930723

Dispositif de serrage de vis La présente invention concerne un dispositif de serrage de vis pour le vissage du couvercle de réservoirs sous pression, en particulier de réservoirs sous pression de réacteurs, comportant un anneau de support ou similaire, prenant appui sur le couvercle, qui est pourvu d'ouvertures de passage pour un boulon placé sur un cercle primitif de référence, et comportant des unités de serrage montées sur l'anneau de support, associées aux différents boulons, destinées à étirer les boulons, les unités de serrage étant constituées chacune de vérins de serrage hydrauliques, parallèles et d'un pont de pression, associé à ceux-ci, prenant appui contre une butée du boulon. Les dispositifs de serrage de vis sont utilisés comme dispositifs d'ouverture et de fermeture de couvercle de réservoirs sous pression, en particulier pour les réservoirs sous pression des réacteurs nucléaires A l'aide des unités de serrage hydrauliques, montées sur l'anneau de support, les boulons, servant au vissage du couvercle, vissés dans les trous taraudés du réservoir sous pression ou de sa bride, et qui sont disposés sur un cercle primitif de référence commun, sont étirés simultanément et aussi uniformément que possible, ce qui fait que les écrous du couvercle peuvent être facilement et rapidement serrés ou desserrés et qu'à l'état fermé, les écrous serrés du couvercle exercent sur celui-ci une force de pression autant que possible égale. En particulier dans le cas de petits écartements entre les boulons placés sur le cercle primitif de référence, on utilise sur l'anneau de support, à placer sur le couvercle, des unités de serrage qui sont pourvues chacune de deux vérins de serrage hydrauliques, placés des deux côtés du cercle primitif ou du boulon et accouplés par un pont de pression puissant (DE-AS 24 28 647, DE-PS 28 36 127) L'utilisation de ces unités de serrage pose le problème de faire agir sur le boulon, les forces de serrage des deux vérins, recevant la même pression hydraulique et conçus à l'identique, dans la direction axiale du boulon correspondant, et ce sans moment, par l'intermédiaire du pont de pression Ceci pose des difficultés d'ordre pratique, car les boulons, sous l'action des forces de serrage importantes, sont fréquemment soumis à une déformation considérable, c'est-à- dire à une flexion transversale, le plus souvent vers le côté extérieur du couvercle, et bien souvent aussi la bride du réservoir, dans les trous taraudés de laquelle sont vissés les boulons, est déformée sous l'effet des forces de serrage importantes Dans le cas aussi d'imprécisions de fabrication, par exemple dans le cas d'une position non précise des trous taraudés sur le cercle primitif commun aux vis, on peut rencontrer des difficultés pour introduire et transmettre avec précision les forces de serrage hydrauliques, par l'intermédiaire du pont de pression, dans les boulons Il peut arriver dans la pratique que pour une même réalisation des réservoirs sous pression de réacteur, il se produit certains écarts entre les diamètres du cercle primitif des boulons ou des trous taraudés, ce qui fait que les deux vérins de serrage de l'unité de serrage ne se trouvent pas à une même distance radiale du boulon et qu'en conséquence les moments de flexion contraires, exercés par les vérins de serrage sur le pont de pression, ne s'annulent pas Dans ce cas non plus, il n'est pas possible d'obtenir un étirement axial uniforme des boulons, avec tous les vérins de serrage. L'invention a pour but de remédier aux problèmes et aux difficultés mentionnés ci-dessus, c'est-à- dire de configurer le dispositif de serrage de vis du type précité de manière que les forces de serrage des unités de serrage puissent conduire à un étirement uniforme des boulons, y compris dans le cas de flexion des boulons,35 d'écarts du cercle primitif et d'imprécisions de fabrication, etc. Ce but est atteint suivant l'invention en ce que les unités de serrage sont des unités de construction montées sur l'anneau de support, déplaçables par rapport à celui-ci, radialement au cercle primitif de référence des boulons. Suivant l'invention, les vérins hydrauliques de serrage sont reliés avec le pont de pression commun pour former une unité de construction qui est montée, radialement déplaçable, sur l'anneau de support, de sorte que les unités de serrage peuvent être réglées ou orientées vers le boulon respectif En conséquence, les forces de serrage des vérins de serrage peuvent être transmises aux boulons, sous la forme de forces de précontrainte axiales, sans moments de flexion notables, y compris dans le cas d'écarts des boulons par rapport à leur position de consigne, par exemple en cas de flexion latérale et/ou en cas d'écarts dus à des imprécisions de fabrication, ce qui permet d'obtenir un étirement uniforme des boulons. Le dispositif est de préférence tel que les unités de serrage sont montées flottantes sur l'anneau de support, sur ou dans des organes presseurs, un certain jeu de déplacement des unités de serrage étant avantageusement prévu aussi dans la direction périphérique de l'anneau de support Le montage flottant des unités de serrage sur l'anneau de support du dispositif de serrage de vis permet avantageusement une auto- orientation des unités de serrage par rapport aux boulons correspondants. Dans une autre variante avantageuse de l'invention, les unités de serrage sont déplaçables sur l'anneau de support, au moyen d'un dispositif de réglage, de préférence un vérin de réglage A l'aide des vérins de réglage ou similaires, il est possible d'obtenir un réglage précis des unités de serrage par rapport aux boulons En particulier lorsque des courses de réglage importantes sont nécessaires pour positionner les unités de serrage, il est possible de procéder en un premier temps avec les vérins de réglage, à un réglage grossier des unités de serrage Lors de la mise en place du dispositif de serrage de vis sur le couvercle du réservoir, les unités de serrage montées flottantes peuvent alors s'approcher par flottement des positions des boulons, c'est-à-dire se régler automatiquement par rapport à ceux-ci Si l'on utilise des vérins de réglage, le montage flottant des unités de serrage est réalisé lorsque les vérins de réglage sont commutés sur une position flottante et/ou lorsqu'il existe un jeu de déplacement suffisamment grand dans l'accouplement des vérins de réglage avec les unités de serrage. D'une manière plus simple et donc plus avantageuse, les vérins de serrage des unités de serrage présentent, sur leurs côtés diamétralement opposés, des rainures pour l'engagement des organes presseurs placés sur l'anneau de support Les organes presseurs maintiennent les vérins de serrage dans leur appui sur l'anneau de serrage et servent en même temps à guider les unités de serrage lors des déplacements de réglage cités Le dispositif de réglage ou les vérins de réglage peuvent être montés périphériquement sur l'anneau de support, de préférence sur des consoles qui se trouvent sur le pourtour de l'anneau de support. Comme il a été dit, pour chaque unité de serrage, les vérins de serrage sont reliés avec le pont de pression commun pour former une unité de construction réglable De préférence les deux vérins de serrage de l'unité de serrage sont reliés au pont de pression, au moyen de vis de serrage élastiques qui traversent des alésages du pont de pression et qui sont vissées à l'intérieur d'alésages de piston alignés, pourvus d'un taraudage, des vérins de serrage Les vis de serrage élastiques permettent des déformations du pont de pression sous l'effet des forces de serrage importantes, sans que les assemblages vissés ne se brisent Il est recommandé, pour un assemblage solide du pont de pression avec les pistons des vérins de serrage, de prévoir des douilles de serrage ou similaires qui sont traversées par les vis de serrage et qui sont montées dans des élargissements des alésages de piston et des extrémités inférieures des alésages axiaux du pont de pression et qui donc centrent les pistons des vérins de serrage, y compris par rapport au pont de pression. Dans une autre variante avantageuse de l'invention, les vérins de serrage, glissant avec leur fond de cylindre sur l'anneau de support, sont pourvus d'alésages de raccord, traversant le fond du cylindre, pour servir de conduit d'arrivée et de départ au fluide hydraulique sous pression Au droit du siège des vérins de serrage, l'anneau de support comporte des pièces de raccord ou similaires, placées dans des évidements, qui sont pourvues d'un canal axial lequel débouche dans un élargissement d'alésage, communiquant avec l'alésage de raccord des vérins de serrage, les canaux axiaux des pièces de raccord communiquant avec un système de canaux de l'anneau de support qui sert à amener et à évacuer le fluide hydraulique sous pression Les élargissements d'alésage cités assurent la circulation du fluide sous pression vers les chambres des cylindres des vérins de serrage, sur toute la plage de réglage des unités de serrage. La transmission des forces de serrage aux boulons peut s'effectuer, comme connu, par des mâchoires d'accouplement qui peuvent être accouplées avec le boulon. D'autre part, les ponts de pression des unités de serrage peuvent prendre appui aussi contre des écrous de prise qui sont vissés sur les boulons et qui présentent un épaule-ment ou similaire, servant de butée pour les ponts de pression. Diverses autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description détaillée qui suit Un mode de réalisation de l'invention est représenté à titre d'exemple non limitatif sur les dessins annexés. La figure 1 est une vue partielle, en partie en coupe verticale, d'un dispositif de serrage de vis suivant l'invention; la figure 2 est une vue de dessus partielle du dispositif de serrage de vis selon la figure 1 et une vue en coupe le long de la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe axiale le long de la ligne III-III de la figure 2; la figure 4 est une vue en coupe axiale le long de la ligne IV-IV de la figure 2. Le dispositif de serrage de vis représenté est connu dans sa construction de base et dans son fonctionnement, par les documents cités plus haut à propos de l'état de la technique et auxquels il est fait référence Il est conçu sous la forme d'un appareil portable et comporte un anneau de support 2 à placer sur le couvercle 1 du réservoir ou sur sa bride Sur la figure 1, la référence 3 désigne un réservoir sous pression, de préférence un réservoir sous pression de réacteur ou sa bride, lequel comporte, sur un cercle primitif commun, un grand nombre de trous taraudés 4 dans lesquels sont vissés des boulons 5 avec leurs extrémités filetées 6 L'anneau de support 2 présente des ouvertures de passage 7, sous la forme d'alésages étagés pour le passage des boulons 5 A chaque boulon 5 est associée une unité de serrage hydraulique 8 qui est montée sur la face supérieure de l'anneau de support 2 et qui sert, de manière connue, à étirer le boulon 5 correspondant, avant que l'écrou du couvercle 10, placé sur une partie filetée 9 du boulon, soit serré, tout en conservant l'étirement du boulon Le serrage de l'écrou 10 du couvercle lors de la fermeture du couvercle 1, s'effectue, comme connu également, au moyen d'un appareil de serrage d'écrou il qui est introduit à travers un alésage transversal 12 de l'anneau de support, dans l'ouverture de passage 7 et qui peut être placé ici contre l'extrémité dentée 10 ' de l'écrou 10 du couvercle. Pour desserrer le couvercle 1, l'écrou 10 est desserré de même à l'aide de l'appareil de serrage d'écrou 11, après que le boulon 5 a été étiré à l'aide de l'unité de serrage 8. Les unités de serrage 8, placées sur le cercle primitif des boulons 5, comportent chacune deux vérins de serrage hydrauliques 13 parallèles et de conception identique, qui prennent appui sur l'anneau de support 2 et dont les pistons sont reliés par un pont de pression 14 qui présente aussi une ouverture de passage 15, alignée avec l'ouverture de passage 16, pour un écrou de prise 7 qui est vissé sur une partie filetée 17 du boulon 5 est qui présente un épaulement 18 formant une butée pour le pont de pression 14 Lorsque les deux vérins de serrage 13 sont soumis à une pression hydraulique dans le sens de l'extraction, le boulon 5 est étiré dans sa direction axiale par le pont de pression 14, s'appliquant contre la butée 18 Le vissage de l'écrou de prise 16 sur le boulon 5 et le desserrage de l'écrou 16 par ce boulon s'effectue au moyen d'un mécanisme d'entraînement en rotation 19 avec moteur électrique 20 Le mécanisme d'entraînement en rotation est monté sur une console 21, vissée à la partie supérieure du pont de pression 14. Le dispositif de serrage de vis représenté avec l'anneau de support 2 et les unités de serrage 8, montées sur celui-ci, ainsi que les outils de serrage d'écrou 11, montés aussi sur l'anneau de support 2, comportent un appareil de vissage 22 destiné à visser et à dévisser les boulons 5 dans les trous taraudés 4 Etant donné que ces appareils de vissage sont connus, leur description est superflue. Dans le dispositif de serrage de vis représenté, les unités de serrage hydrauliques 8 sont montées déplaçables sur la face supérieure de l'anneau de support 2, radialement par rapport au cercle primitif 23 des boulons et donc aussi dans la direction radiale de l'anneau de support 2 Cette possibilité de déplacement radiale est indiquée sur la figure 3 par la double flèche 24 De préférence, les différentes unités de serrage sont réglables aussi avec un jeu de déplacement donné dans la direction périphérique du cercle primitif 23 ou de l'anneau de support 2, par rapport à celui-ci Les deux vérins de serrage hydrauliques 13 de chaque unité de serrage sont reliés avec le pont de pression 14 commun, pour former une unité de construction Les vérins de serrage 13 prennent appui, avec leur fond de cylindre, sur la surface plane 25 de l'anneau de support 2 Leurs pistons 26 présentent, sur leurs parties de diamètre étagées, au centre, un trou taraudé axial 27 dans lequel est vissée une vis de serrage 28, relativement mince et donc élastique, avec son extrémité filetée Les vis de serrage 28 traversent des alésages axiaux 29 du pont de pression 14 Leurs têtes de vis 30 se trouvent dans des évidements latéraux 31 du pont de pression 14 Les alésages 27 et 29 alignés axialement présentent, à leurs extrémités tournées l'une vers l'autre, des parties tournées ou des élargissements dans lesquels sont montées des douilles de serrage 32 cylindriques qui relient les pistons 26 des vérins de serrage avec le pont de pression 14 et les centrent par rapport à celui-ci. Les unités de serrage 8 sont montées flottantes, de manière limitée, contre ou sur l'anneau de support 2 dans la direction radiale (flèche 24) ainsi qu'avantageusement aussi sur le cercle primitif 23, guidées contre des organes presseurs 33 Les organes presseurs 33, représentés uniquement sur les figures 2 et 3, sont constitués de pièces en L qui avec leur branche verticale 34 sont fixées par exemple par vissage 35 sur la face supérieure de l'anneau de support 2 et dont la branche horizontale 36 s'engage dans des parties en retrait ou des rainures 37 pratiquées dans la paroi des vérins de serrage 13 Comme le montre la figure 2, les vérins de serrage 13 comportent chacun sur leurs deux côtés diamétralement opposés, une rainure 37 sécante pour l'engagement de la branche horizontale 36 d'un organe presseur 33 Les organes presseurs 33 maintiennent les vérins de serrage 13 et donc toute l'unité de serrage en appui sur l'anneau de support 2 et forment en même temps un guidage pour l'unité de serrage 8, dans la direction radiale, selon la double flèche 24, une mobilité limitée, transversalement à la direction des flèches 24, c'est-à-dire dans la direction périphérique de l'anneau de support, étant assurée aussi, en raison du jeu de guidage dans les rainures 37. A chaque unité de serrage 8 est associé un dispositif de réglage, sous la forme d'un vérin de réglage 38, qui est fixé sur une console en équerre 39 laquelle est vissée sur le pourtour extérieur de l'anneau de support 2. La tige de piston 40 du vérin de réglage 38, constituée d'un vérin hydraulique, est accouplée avec le vérin de serrage 13 extérieur de l'unité de serrage 8 Elle comporte à cet effet une rainure annulaire 41 dans laquelle s'engage une pièce d'accouplement 43, fixée sur la partie cylindrique du vérin de serrage 13, à l'extérieur, avec une pièce en fourche 42 saillante, et ce avec un certain jeu de déplacement dans la direction radiale selon la flèche 24 A l'aide des vérins de réglage 38, les différentes unités de serrage 8 peuvent ainsi être guidées par les organes presseurs 33 dans le sens de la flèche 24, par rapport à l'anneau de support 2 et être orientées par rapport au boulon 5 correspondant. Les vérins de serrage 13, glissant avec leur fond 44 sur l'anneau de support 2, présentent chacun un alésage de raccord 45, traversant au centre le fond 44 du cylindre Au droit du siège des vérins de serrage 13, l'anneau de support 2 comporte des pièces de raccord 46, placées dans des évidements, qui peuvent être vissées dans les évidements, et qui présentent un canal axial 47, aligné avec l'alésage 45, lequel canal est relié, par un canal coudé 48, avec un canal annulaire 49, dans l'anneau de support et qui présente, sur la surface située dans le même plan que la face supérieure de l'anneau de support 2, de la pièce de raccord 46, un grand élargissement d'alésage 48 qui assure la liaison hydraulique entre les alésages 45, 46 et 48, sur toute la plage de réglage de l'unité de serrage. Le canal annulaire 49 peut être raccordé en 50 à une arrivée du fluide hydraulique sous pression Par l'arrivée , les vérins de serrage 13 de chaque unité de serrage peuvent ainsi être alimentées simultanément en fluide hydraulique sous pression, afin d'étirer le boulon 5 respectif De même, une réduction simultanée de la pression s'exerçant sur les vérins de serrage 13 des différentes unités de serrage 8, est possible par le canal annulaire 28. Lorsque le couvercle 1 est vissé, le dispositif de serrage de vis décrit peut être placé avec l'anneau de support 2 et les unités de serrage 8 montées flottantes sur celui-ci, à partir du haut, sur le couvercle, les écrous de prise 16 étant enlevés Lors de la mise en place du dispositif de serrage de vis, les boulons 5 se déplacent avec leurs extrémités saillantes dans les ouvertures de passage 7 de l'anneau de support 2 Les écrous de prise 16 peuvent ensuite être vissés à l'aide du mécanisme d'entraînement en rotation 19, 20 (figure 1) sur les boulons 5, comme représenté sur les figures 1, 3 et 4 Les différentes unités de serrage 8 peuvent être orientées, à l'aide des vérins de réglage 38, dans la direction des flèches 24 par rapport aux boulons 5, de manière que les deux vérins de serrage 13 de chaque unité de serrage 8 se trouvent à une même distance par rapport à l'axe du boulon. Ceci est possible aussi lorsque les boulons 5 ne se trouvent pas précisément sur un cercle primitif commun ou si, dans le cas de réservoirs sous pression différents, les boulons sont placés sur des cercles primitifs s'écartant les uns des autres, dans le cadre de la possibilité de il réglage des unités de serrage 8 Même dans le cas de flexions transversales des boulons 5 précontraints, une orientation des unités de serrage 8 est possible par rapport aux extrémités des boulons Après vissage des écrous de prise 16, à l'aide des mécanismes d'entraînement en rotation 19, 20 (figure 1), il est possible d'étirer les boulons, en alimentant en pression les vérins de serrage 13, les forces de serrage étant transmises par le pont de pression 14 au boulon, par l'intermédiaire de l'écrou de prise. On voit que les unités de serrage 8 sont montées flottantes sur l'anneau de support 2, dans les organes presseurs 33, ce qui fait que lors de la mise en place du dispositif de serrage de vis sur le couvercle 1 du réservoir, ainsi qu'éventuellement lors du serrage des écrous de prise 16, il se produit une auto-orientation des unités de serrage par rapport au boulons 5 A l'aide des vérins de réglage 38, il est possible de procéder à un réglage grossier des unités de serrage 8 montées flottantes, le positionnement précis des unités de serrage par rapport au boulon 5 s'effectuant lors de la mise en place du dispositif de serrage de vis sur le couvercle du réservoir ou lors du serrage des écrous de prise 16. L'assemblage d'accouplement 41 à 43 entre les vérins de réglage 38 et les unités de serrage 8 possède un jeu de déplacement suffisamment grand, pour le positionnement des unités de serrage 8 montées flottantes Le cas échéant, il est possible de renoncer aussi à l'utilisation des vérins de réglage 38, si on adopte un auto-ajustage des unités de serrage montées flottantes A l'aide des vérins de réglage 38 ou de mécanismes de réglage équivalents, il est bien entendu possible de procéder à un positionnement précis des unités de serrage Le fonctionnement du dispositif de serrage de vis lors de l'ouverture et de la fermeture du couvercle correspond par ailleurs à celui des dispositifs de serrage de vis connus. REVENDICATIONS 1 Dispositif de serrage de vis pour le vissage du couvercle de réservoirs sous pression, en particulier de réservoirs sous pression de réacteurs, comportant un anneau de support ou similaire, prenant appui sur le couvercle, qui est pourvu d'ouvertures de passage pour un boulon placé sur un cercle primitif de référence, et comportant des unités de serrage montées sur l'anneau de support, associées aux différents boulons, destinées à étirer les boulons, les unités de serrage étant constituées chacune de cylindres de serrage hydrauliques, parallèles et d'un pont de pression, associé à ceux-ci, prenant appui contre une butée du boulon, caractérisé en ce que les unités de serrage ( 8) sont des unités de construction montées sur l'anneau de support ( 2), déplaçables par rapport à celui- ci, radialement au cercle primitif de référence des boulons ( 5). 2 Dispositif de serrage de vis selon la revendication 1, caractérisé en ce que les unités de serrage ( 8) sont montées flottantes sur l'anneau de support ( 2), sur ou dans des organes presseurs. 3 Dispositif de serrage de vis selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les unités de serrage ( 8) sont montées sur l'anneau de support ( 2), également avec un jeu de déplacement dans la direction périphérique. 4 Dispositif de serrage de vis selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les unités de serrage ( 8) sont déplaçables sur l'anneau de support ( 2), au moyen d'un dispositif de réglage, de préférence un vérin de réglage ( 38). Dispositif de serrage de vis selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de réglage ou les vérins de réglage ( 38) sont montés sur des consoles ( 39), placées périphériquement sur l'anneau de support ( 2). 6 Dispositif de serrage de vis selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les vérins de serrage ( 13) des unités de serrage ( 8) présentent, sur leurs côtés diamétralement opposés, des rainures ( 37) pour l'engagement des organes presseurs ( 33) placés sur l'anneau de support. 7 Dispositif de serrage de vis selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les deux vérins de serrage ( 13) des unités de serrage ( 8) sont reliés au pont de pression ( 14), au moyen de vis de serrage ( 28) élastiques qui traversent des alésages ( 29) du pont de pression ( 14) et qui sont vissées à l'intérieur d'alésages de piston ( 27) alignés, pourvus d'un taraudage, des vérins de serrage ( 13). 8 Dispositif de serrage de vis selon la revendication 7, caractérisé en ce que les vis de serrage ( 28) traversent des douilles de serrage ( 32) qui sont placées dans des élargissements des alésages de piston ( 27) et des extrémités des alésages axiaux ( 29). 9 Dispositif de serrage de vis selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les vérins de serrage ( 13), glissant avec leur fond de cylindre ( 44) sur l'anneau de support ( 2), sont pourvus de trous de raccord ( 45), traversant le fond de cylindre ( 44) et en ce que l'anneau de support ( 2) comporte, au droit du siège des vérins de serrage ( 13), des pièces de raccord ( 46) placées dans des évidements et qui présentent un élargissement d'alésage ( 48), en liaison avec l'alésage de raccord ( 45) des vérins de serrage, les canaux axiaux ( 47) des pièces de raccord ( 46) communiquant avec des canaux ( 48, 49) de l'anneau de support ( 2), servant de conduit d'arrivée et de conduit de départ du fluide hydraulique sous pression. 10 Dispositif de serrage de vis selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les ponts de pression ( 14) des unités de serrage ( 8) prennent appui contre des écrous de saisie ( 7) qui sont vissés sur les boulons ( 5) et qui présentent un épaulement ( 18) ou similaire, servant de butée pour le pont de pression. 11 Dispositif de serrage de vis selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, caractérisé en ce que les vérins de réglage ( 38) sont accouplés, avec un jeu de déplacement, avec les vérins de serrage ( 13) des unités de serrage ( 8).