Brevet FR2716132A1 — publié le 19950818

OUTIL DE MONTAGE DE COUTEAUX D'UNE CISAILLE DESCRIPTION L'invention ressortit à un outil de montage de couteaux d'une cisaille. Une cisaille pour laquelle l'invention est conçue est destinée à couper des assemblages de combustible nucléaire composés d'une botte d'aiguilles emplies de matériau fissile et de grilles liant ces aiguilles, et elle comprend un bord garni de couteaux amovibles de coupe, qui sont en forme de blocs aux arêtes coupantes, vissés et logés dans des empreintes délimitées par trois surfaces planes et perpendiculaires de la pièce porteuse, appelée porte- lame; les couteaux sont échelonnés en escalier le long du bord de sorte qu'ils se recouvrent partiellement et que la coupe de l'assemblage est progressive, avec comme avantage un effort plus réduit et plus progressif. On pourrait supposer que les couteaux, relativement légers, sont destinés à être remplacés par d'autres sur le porte-lame quand ils sont usés, mais on n'y parvient pas en pratique, faute de placer correctement les couteaux dans leurs empreintes. En pratique, on remplace donc le porte- lame en même temps que les couteaux après avoir fait l'assemblage hors de l'enceinte, ce qui produit un gros volume de déchets contaminés. Mais si les couteaux étaient montés incorrectement, c'est-à-dire avec du jeu entre eux et le fond de leurs empreintes, on aboutirait soit à des mouvements des couteaux pendant que les efforts de coupe seraient appliqués, et au matage des surfaces de frottement, soit à l'introduction de débris de coupe entre les couteaux et le porte-lame, ce qui marquerait leurs surfaces et produirait donc sensiblement les mêmes dommages. Le but de l'outil de l'invention est donc de permettre de remplacer commodément et correctement les couteaux usagés sur un porte-lame, sans ce que celui-ci doive être remplacé ni sorti de l'enceinte. Les éléments essentiels de cet outil servent à immobiliser le porte-lame et à maintenir les couteaux à monter au fond de ses empreintes, après quoi ils peuvent être vissés. Dans sa définition la plus générale, l'invention concerne un outil de montage de couteaux dans des empreintes, délimitées par trois surfaces planes, d'un porte-lame auquel ils sont vissés selon une disposition o les couteaux sont rangés en escalier, se recouvrent partiellement et forment des recoins entre des couteaux consécutifs, et l'outil est caractérisé en ce qu'il comprend une cage de retenue du porte-lame, des moyens de fixation du porte-lame dans la cage, et des vis de montage dirigées vers les couteaux et choisies en disposition et en nombre pour repousser les couteaux sur toutes les surfaces planes de leurs empreintes. Dans la réalisation favorite de l'invention, certaines des vis de montage sont dirigées vers les recoins des couteaux, sont reliées à l'armature par des écrous tournants et ont des tiges dirigées vers les recoins. Il est encore avantageux que les vis de montage à tige tournante soient montées sur un bras de l'armature tournant vers les couteaux autour d'une articulation perpendiculaire aux vis à tige tournante, afin de dégager les empreintes avant que les couteaux ne soient introduits. Une répartition avantageuse des vis de montage consiste en ce que les vis à tige tournante sont en nombre égal à celui des recoins et dirigées vers un recoin respectif, et que les vis de montage comprennent deux vis dirigées dans des directions coplanaires aux vis à tige tournante, vers des surfaces perpendiculaires de deux couteaux extrêmes et dans des directions convergentes. Des vis dirigées dans des directions perpendiculaires aux vis à tige tournante sont avantageuses en combinaison aux autres vis de montage pour maintenir les couteaux dans un plan de montage avant le montage lui-même. Il est alors possible de tourner la cage avec comme avantage que le vissage des couteaux peut être fait plus facilement, sans que les couteaux ne tombent auparavant. Enfin, on a pensé que les moyens de fixation du porte-lame sur l'outil pouvaient être grippés, notamment s'ils consistaient en des vis. C'est pourquoi on préconise que ces vis de fixation soient engagées dans des éléments structuraux amovibles de l'outil, afin de pouvoir les retirer. L'invention va maintenant être décrite plus précisément en liaison avec les figures, parmi lesquelles: - la figure 1 est une vue d'ensemble du porte-lame en position de fonctionnement, - la figure 2 est une vue du porte-lame monté dans l'outil, - la figure 3 représente les écrous tournants de certaines vis, - la figure 4 représente l'outil vu de droite selon la figure 2, - la figure 5 est analogue à la figure 4 mais concerne une coupe schématique, - la figure 6 représente une vue latérale en coupe des couteaux du porte- lame, - la figure 7 représente une vue partielle, de face, du porte-lame, - et la figure 8 est une vue en coupe suivant la ligne VIIi-VIII de la figure 2. Le porte-lame 1 proprement dit se présente sous la forme d'une plaque dont la section est trapézoïdale et qui présente, sur la face droite la plus vaste, des cannelures 6 longitudinales, comme on le voit bien à la figure 1. La face opposée porte sur un bord des couteaux 3 en forme de blocs parallélipipédiques (cinq dans cette réalisation, notés 3a à 3e) aux arêtes coupantes maintenus par des vis 4 dont les têtes 5 affleurent sur la face opposée, soit au fond des cannelures 6 soit à la surface des crêtes 2 à section rectangulaires qui les séparent, sans cependant saillir car elles occupent des logements creusés dans cette face. Il existe une paire de vis 4 pour chaque couteau 3, et elles sont espacées dans la direction de coupe. Les vis 4 traversent des perçages du porte-lame 1 qui doivent être suffisamment larges pour ne pas gêner leur introduction, et qui ne peuvent pas contribuer à la mise en position des couteaux 3. Au lieu de cela, chacun des couteaux 3 est logé dans une empreinte taillée dans le porte-lame 1 et formée de trois surfaces planes perpendiculaires sur lesquelles il doit s'appuyer: une surface de fond 7 commune à tous les couteaux 3, une surface latérale 8 et une surface supérieure 9 de telle sorte que les surfaces 8 et 9 de tous les couteaux 3 se succèdent en alternant et ont un profil général en ligne brisée. Les couteaux se recouvrent partiellement en direction latérale, de sorte que leur disposition d'ensemble est en escalier; les faces se recouvrant de blocs consécutifs sont en pratique distantes d'un très faible jeu. Le cisaillage consiste à avancer le porte-lame 1 à travers une botte d'aiguilles de combustible nucléaire qu'on avance sur une contre-lame 11 entre chaque mouvement de coupe, de sorte que les couteaux 3 passent devant la contrelame 11 à peu de distance et que le bout des aiguilles est coupé à chaque fois pour devenir ce qu'on appelle une coque; les coques sont ensuite introduites dans un processus de traitement des déchets nucléaires et sont en particulier dissoutes dans de l'acide nitrique chaud. Les arêtes tranchantes des couteaux 3 comprennent donc l'arête inférieure 13 (orientée vers la botte 10) et le bas de l'arête latéralement extérieure 14 qui sont opposées à la surface de fond 7. Le porte-lame 1 est logé dans une empreinte trapézoïdale 16 d'un chariot porte-lame 15 dans laquelle il est retenu tout en en sortant par une extrémité porteuse des couteaux 3, qui sont ainsi bien dégagés du chariot porte-lame 15. Le porte-lame 1 coulisse dans l'empreinte à section trapézoïdale 16 (verticale avec la représentation de la figure 1) mais des moyens de butée sont prévus pour le retenir de tomber. Les crêtes 2 sur le porte- lame 1 sont choisies pour qu'on coince le porte-lame 1 au sommet de l'empreinte trapézoïdale 16 en l'enfonçant dans le chariot porte-lame 15. Il est alors fermement calé pendant le cisaillage. En effet, on déplace une clavette 17 à travers l'empreinte trapézoïdale 16, et cette clavette 17 possède une face biseautée qui s'appuie sur la face arrière, également biseautée, des crêtes 2 pour repousser le porte-lame 1 en position de coincement vers le bas. L'outil conforme à l'invention est illustré aux autres figures 2 à 8. Il comprend (figure 2) un socle 20 posé sur le sol et une armature 21 tournant sur le socle 20 grâce à des tourillons 22. Une broche d'arrêt 58 est prévue sur un des côtés du socle 20 pour retenir en rotation l'armature 21. Elle se termine en effet par une tige 59 qui pénètre dans un trou 60 percé dans un flasque 25 de l'armature 21 près d'un des tourillons 22. La tige 59 peut tourner dans une douille 61 fixée au travers du socle 20 en manipulant une poignée 62 à l'arrière de la tige 59, et un ergot 63 de la tige 59 peut maintenir celle-ci verrouillée dans la douille 61 et, simultanément, engagée dans le trou 60. Mais quand l'ergot 63 est dégagé, un ressort 64 comprimé entre la tige 59 et la douille 61 peut se détendre et recule celle-là en libérant le trou 60. On peut alors incliner l'armature 21. Il y a en réalité trois trous 60 répartis sur le flasque 25 et dans lesquels la tige 59 peut être engagée; les trous 60 sont placés pour que l'armature soit mise dans une position verticale, illustrée à la figure 2, et dans deux positions horizontales opposées. Deux ergots de butée 24 érigés sur le flasque 25 butent contre le socle 20 quand les positions horizontales sont dépassées. L'autre côté du socle 20 (bien visible à la figure 4) porte une vis d'arrêt 23 dont l'extrémité peut pénétrer dans un trou 65 percé dans une plaque latérale 52 de l'armature 21 pour établir un arrêt qui offre une sécurité contre les manipulations intempestives de la broche d'arrêt 58. L'armature 21 comprend principalement une cage 26 composée de profilés métalliques et de plaques enclosant une cavité dans laquelle le portelame 1 peut être introduit avec un peu de jeu. La cage 26 comprend en particulier une plaque arrière 50, deux plaques latérales 51 et 52, une plaque avant 53 et une plaque de fond 54 pour retenir et guider le porte-lame 1. Sa section a une forme identique (trapézoidale) à celle du porte-lame 1, comme on le voit à la figure 8. Les plaques latérales 51 et 52 portent chacune un flasque, (déjà mentionné) ou 66 équipé d'un des touril- lons 22. Le porte-lame 1 est engagé par le sommet de cage, et des anses 27 de l'armature 21 peuvent interdire de le retirer. Elles sont au nombre de deux, articulées à la cage 26 par une de leurs extrémités 28; leur autre extrémité peut être mise devant l'ouverture de la cage 26, et des vis de blocage 29, situées à ces autres extrémités, sont tournées pour peser sur l'extrémité arrière du porte-lame 1, qui dépasse de la cage 26, et maintenir le porte-lame 1 au fond de la cage 26. Une autre partie essentielle de l'outil est un bras tournant 30, relié par une extrémité au bas de la cage 26 par une articulation 31 et dont l'autre extrémité peut être serrée contre une autre partie de la cage 26 en enfilant un goujon 32, dans un perçage de cette autre extrémité, et en vissant un écrou 33 sur le goujon 32 pour serrer le bras tournant 30. Le goujon 32 est articulé à la cage 26 pour qu'on puisse l'orienter correctement. Dans la position de cette réalisation représentée à la figure 2, les couteaux 3 sont placés horizontalement, les faces latérales 8 des empreintes recevant les couteaux 3 sont situées sur ceux-ci, le couteau 3e est situé en arrière des autres dans le sens du cisaillage, et placé contre l'articulation 31, et le couteau 3a opposé, par lequel le cisaillage commence, surplombe maintenant les autres et s'étend près du goujon 32. La cage 26 est à claire-voie pour que les couteaux 3 soient apparents, ainsi que les têtes 5 de leur vis, et ses plaques avant 53 et arrière 50 sont donc échancrées, mais la plaque avant 53 présente toutefois des avancées 34 (figure 2) au-dessus des jonctions des surfaces latérales et supérieures 8 et 9 des empreintes, dans lesquelles sont engagées des vis de blocage 35 (bien visibles à la figure 5), dont chacune peut ainsi presser un coin des couteaux 3 contre la surface de fond 7 de son empreinte. Il existe d'autres vis de blocage 36, vissées sur le bras tournant 30 pour presser les couteaux 3 respectifs sur la surface de fond 7 par leurs coins opposés. Comme le bras tournant 30 ne recouvre aucune partie des couteaux 3 mais s'étend en face d'eux, le serrage n'est pas obtenu par la tige des vis 36, comme pour les vis 25, mais par une collerette 37 placée sous la tête des vis 36. Quand de nouveaux couteaux 3 doivent être montés, la première opération consiste, le bras tournant 30 étant dégagé du goujon 32, à glisser les couteaux 3 à leur position respective sous la plaque avant 53 de la cage 26, à remonter le bras tournant 30 et le fixer en serrant l'écrou 33, puis à serrer les vis 35 et 36. Au cours de ces opérations l'armature 21 est horizontale et les couteaux 3 reposent sur les surfaces de fond 7 du porte-lame 1. Une vis horizontale 41 (voyez à la figure 7) est engagée à travers la plaque latérale 52 de la cage 26, près du goujon tournant 32, et elle est alors vissée pour que son extrémité atteigne le couteau 3a devant lequel elle est située, puis le repousse contre sa face supérieure 9 (à présent latérale). On procède alors aux serrages successifs de quatre autres vis 42 situées sur le bras tournant 30. Chacune d'elles est rotative, car elle est engagée dans un écrou cylindrique 43 tournant autour d'un axe parallèle à celui du bras tournant 30 (également vu à la figure 3). L'extrémité de la vis 42a qui est manipulée en premier finit par atteindre à la fois le couteau 3a et son voisin 3b en butant dans le recoin qu'ils forment, et repousse le couteau 3a contre sa surface latérale 8 (à présent supérieure) et le couteau 3b contre sa surface supérieure 9. Le bout 44 des vis 42 est arrondi pour pouvoir glisser sur les surfaces des couteaux et aller en butée dans les recoins. Quand cette opération est achevée, le couteau 3a est parfaitement appliqué dans les trois surfaces 7, 8 et 9 de son empreinte, et on passe alors à la vis 42b, qui fait face au recoin adjacent formé par le couteau 3b déjà mentionné et son voisin inférieur 3c. Comme précédemment le vissage permet de presser le couteau du dessus 3b contre sa surface latérale 8 et le couteau du dessous 3c contre sa surface supérieure 9. On arrive à l'état illustré à la figure 7. On procède de même pour les deux autres vis 42c, 42d qui font face aux deux derniers recoins, et il ne reste finalement qu'à serrer une vis 45 d'orientation verticale engagée dans la plaque de fond 54 de la cage 26 et voisine de l'articulation 31. Cette vis presse le dernier couteau 3e contre sa surface latérale 8. L'ajustement des couteaux 3 dans le portelame 1 est alors parfait, et les vis 4 peuvent être serrées sans risque de perturber l'agencement. Il est conseillé à cet effet de basculer l'armature 21 pour placer sa plaque arrière 50 en dessus. Les vis 4 sont alors engagées dans les perçages du porte-lame 1 et serrées par une clé à chocs jusqu'au couple voulu. Quand les couteaux 3 sont unis au porte-lame 1, toutes les vis de maintien 35, 36, 41, 42 et 45 sont desserrées et le porte-lame 1 est retiré. Ces dernières opérations sont faites après avoir redressé l'armature 21. Les opérations pour ôter des couteaux 3 usés du porte-lame 1 consistent, après avoir placé le porte- lame 1 dans l'armature 21, à maintenir les couteaux 3 par les vis 35 et 36 puis à ôter les vis 4. La plaque de fond 54 peut porter une vis de fixation 46 (figures 6 et 7), dont l'extrémité est insérée dans un taraudage du fond du porte-lame 1. Les anses 27 sont alors inutiles. Cette vis de fixation 46 peut être grippée. C'est pourquoi, à titre de précaution, elle ne traverse pas directement la plaque de fond 54 mais une plaque 47 située sur une découpure de celle-ci et que deux autres vis 48 unissent à elle. Il suffit alors, en cas de besoin, de démonter les vis 48 et de soulever le porte-lame 1 pour arracher la plaque 47 avec le porte-lame 1. Quant aux vis de fixation 29 par pression, elles pourraient être retirées, si elles étaient grippées dans les anses 27, après avoir démonté les articulations aux extrémités 28 des anses 27: ces articulations peuvent prendre l'aspect de tourillons assemblés aux plaques avant et arrière 50 et 53 par des boulons. REVENDICATIONS 1. Outil de montage de couteaux (3) dans des empreintes, délimitées par trois surfaces planes (7, 8, 9), d'un porte-lame (1) auquel les couteaux (3) sont vissés selon une disposition o les couteaux sont rangés en escalier, se recouvrent partiellement et forment des recoins entre des couteaux consécutifs, caractérisé en ce qu'il comprend une armature (21) de retenue du porte- lame (1), des moyens de fixation (27, 46) du porte-lame dans la cage, et des vis de montage (35, 36, 41, 42, 45) dirigées vers les couteaux (3) et choisies en disposition et en nombre pour repousser les couteaux (3) sur toutes les surfaces planes (7, 8, 9) de leurs empreintes. 2. Outil de montage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que certaines (42) des vis de montage sont dirigées vers les recoins des couteaux, sont reliées à l'armature (21) par des écrous tournants (43) et ont des tiges tournant devant les recoins. 3. Outil de montage suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les vis de montage à tige tournante (42) sont montées sur un bras (30) de l'armature (21) tournant vers les couteaux autour d'une articulation (31) perpendiculaire auxdites vis à tige tournante. 4. Outil de montage suivant l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les vis à tige tournante (42) sont en nombre égal à celui des recoins et dirigées vers un recoin respectif, et les vis de montage comprennent deux vis (41, 45) dirigées dans des directions coplanaires aux vis à tige tournante (42) et vers des surfaces perpendiculaires de deux couteaux extrêmes (3a, 3e) et dans des directions convergentes. 5. Outil de montage suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les vis de montage comprennent des vis (35, 36) dirigées dans des directions perpendiculaires aux vis à tige tournante (42). 6. Outil de montage suivant les revendications 3 et 5, caractérisé en ce que les vis (35, 36) perpendiculaires aux vis à tige tournante (42) sont au nombre de deux pour chacun des couteaux (3), l'une (35) étant solidaire d'une cage (26) de l'armature (21) dans laquelle le porte-lame est retenu et l'autre (36) étant solidaire du bras tournant (30). 7. Outil de montage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend des anses (27) articulées à l'armature (21) et pouvant occuper une position de fermeture d'une ouverture de l'armature (21) par laquelle le porte-lame (1) est introduit et retiré. 8. Outil de montage suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les anses (27) portent les moyens de fixation (29) du porte-lame (1). 9. Outil de montage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les moyens de fixation du porte-lame comprennent des vis (48) engagées dans des éléments structuraux amovibles (47) de l'armature (21). 10. Outil de montage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'armature (21) et les vis de montage tournent sur un socle (20) fixe.