Brevet FR2748265A1 — publié le 19971107

L'invention concerne une moufle de support et de manutention d'une charge et un dispositif de manutention utilisant cette moufle. De manière plus particulière, l'invention concerne une moufle et un dispositif de manutention à haute sécurité destinés à etre utilisés sur des sites ou tout incident au cours de manutentions de la charge pourrait avoir de graves conséquences. L'invention peut s'appliquer plus particulièrement à la manutention d'assemblages de combustible dans des centrales nucléaires. Dans le cas de la manutention de charges telles que des assemblages de combustible dans une centrale nucléaire, il est nécessaire d'utiliser des dispositifs de manutention conçus de telle manière qu'il ne puisse se produire de chute ou même de balancement de la charge, dans le cas d'un accident entraînant une rupture d'un câble de support de cette charge. On connaît des dispositifs de manutention à haute sécurité selon l'art antérieur qui utilisent deux câbles comportant chacun deux brins de support et de manutention de la charge, de telle sorte qu'on évite une chute de la charge dans le cas d'une rupture de l'un des câbles. Ces dispositifs de manutention comportent un treuil ayant au moins un tambour d'enroulement autour duquel s'enroulent des premières parties d'extrémité des deux câbles de support qui passent chacun sur une poulie montée dans une moufle et qui comportent des secondes parties d'extrémité qui sont reliées à un point fixe constitué par exemple par une extrémité d'un palonnier d'équilibrage de sécurité. La moufle comporte au moins une chape sur laquelle est fixé un moyen de suspension de la charge tel qu'un crochet. Les poulies sont montées rotatives autour d'axes de rotation perpendiculaires à leurs faces latérales, à l'intérieur de la chape de la moufle. On connaît de tels dispositifs de manutention à haute sécurité dont les poulies sont placées dans des dispositions parallèles et en regard l'une de l'autre, éventuellement dans une meme chape de support de charge. Un inconvénient d'un tel dispositif est que dans le cas d'une rupture de l'un des câbles de support, la charge se trouve déséquilibrée et entraînée dans un mouvement de balancement qui peut présenter certains dangers. On connaît également des dispositifs de manutention comportant des poulies de moufle disposées l'une audessus de l'autre et décalées angulairement l'une par rapport à l'autre. Ces dispositifs de manutention présen- tent donc un encombrement double dans la direction verticale, du fait de la superposition des poulies. De tels dispositifs qui assurent un maintien de la charge en cas de rupture de l'un des câbles et qui évitent le balancement de la charge ont l'inconvénient de présenter une structure relativement complexe ainsi qu'un encombrement et un poids qui peuvent être importants. Le but de l'invention est donc de proposer une moufle de support et de manutention d'une charge comportant une chape sur laquelle est fixé un moyen de suspension de la charge, une première poulie montée rotative dans la chape autour d'un premier axe de rotation et une seconde poulie montée rotative dans la chape autour d'un second axe de rotation, de manière à assurer le support et le déplacement de la charge par l'intermédiaire d'un premier câble passant sur la première poulie et d'un second câble passant sur la seconde poulie, cette moufle associée à un dispositif de manutention tel qu'un dispositif comportant un treuil permettant d'éviter la chute et le balancement de la charge dans le cas de la rupture de l'un des câbles du dispositif de manutention, tout en présentant une structure simple et un poids relativement faible. Dans ce but, la première poulie présente une forme annulaire et la seconde poulie est disposée transversalement dans l'alésage interne de la première poulie, l'axe de rotation de la première poulie et l'axe de rotation de la seconde poulie étant concourants en un point situé sur un axe de suspension de la moufle passant par le centre de gravité de la charge. De préférence, le plan de symétrie de la première poulie perpendiculaire à l'axe de rotation de la première poulie et le plan de symétrie de la seconde poulie perpendiculaire à l'axe de rotation de la seconde poulie font entre eux un angle a supérieur ou égal à 15 et inférieur ou égal à 90". Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux figures jointes en annexe, un mode de réalisation d'une moufle suivant l'invention et son utilisation comme partie constitutive d'un dispositif de manutention d'assemblages de combustible. La figure 1 est une vue en élévation de la moufle suivant l'invention. La figure 2 est une vue en coupe suivant Il-I I de la figure 1. Sur les figures 1 et 2, on voit une moufle suivant l'invention désignée de manière générale par le repère 1. La moufle 1 comporte une chape 2 en deux parties ainsi qu'une première poulie 3 et une seconde poulie 4 montées rotatives à l'intérieur de la chape 2. La chape 2 comporte une première partie 5 et une seconde partie 6 reliées entre elles par deux ensembles de fixation 7 comportant chacun une vis et un écrou. La première partie 5 de la chape 2 est constituée par deux flasques 5a, 5b assemblés entre eux dans des dispositions parallèles, avec un certain écartement, par l'intermédiaire des ensembles 7 à vis et écrou d'assemblage des deux parties de la chape et d'ensembles à vis et écrou complémentaires 9 répartis suivant la périphérie des flasques 5a et 5b. Des entretoises 8 dans lesquelles sont engagées les vis des ensembles à vis et écrou 7 sont intercalées entre les deux flasques 5a et 5b, de manière à assurer l'assemblage des deux flasques avec un certain écartement. Des entretoises identiques aux entretoises 8 sont également engagées sur les vis des ensembles de fixation à vis et écrou 9 et intercalées entre les flasques 5a et 5b. La première poulie 3 est montée rotative dans la première partie 5 de la chape, par l'intermédiaire de paliers à roulement 10 et 10' logés et fixés chacun dans une ouverture circulaire traversant le flasque correspondant 5a ou 5b. Chacun des paliers à roulement 10 et 10' comporte une bague externe fixée sur le flasque correspondant 5a ou 5b suivant le bord circulaire de l'ouverture, une bague interne dans laquelle est engagée et fixée une partie latérale de la poulie 3 et un ensemble de billes de roulement. I1 serait également possible d'assurer le montage rotatif de la poulie 3 à l'intérieur de la partie 5 de la chape constituée par les flasques 5a et 5b, par l'intermédiaire de paliers lisses réalisés sous la forme d'une bague en bronze ou en un autre matériau à faible frottement ou encore par l'intermédiaire de paliers à rouleaux. Le montage rotatif de la poulie 3 pourrait être également réalisé par l'intermédiaire de billes ou de rouleaux intercalés entre l'ouverture circulaire de chacun des flasques et un épaulement de la poulie 3 disposé en vis-à-vis de l'ouverture circulaire. Comme il est visible en particulier sur la figure 2, la poulie 3 présente une forme générale annulaire et comporte sur sa surface externe une partie centrale 3a dans laquelle est usinée la gorge de la poulie et deux parties latérales 3b par l'intermédiaire desquelles la poulie est montée rotative à l'intérieur de la partie 5 de la chape. La surface cylindrique lisse interne de la première poulie 3 délimite un espace libre central constituant l'alésage 3' de la poulie annulaire. La seconde partie 6 de la chape 2 est constituée par deux bras 6a et 6b comportant deux parties d'extrémité parallèles entre elles et une partie centrale inclinée par rapport aux parties d'extrémité. Les deux bras 6a et 6b sont assemblés entre eux et à la première partie 5 de la chape 2 au niveau de leurs parties d'extrémité, par l'intermédiaire des deux ensembles à vis et écrou 7, les deux bras étant maintenus éloignés l'un de l'autre avec un certain écartement, par l'intermédiaire d'entretoises 11. Les deux parties 5 et 6 de la chape 2 sont assemblées entre elles, de telle manière que les parties centrales des bras 6a et 6b inclinées par rapport aux parties d'extrémité et disposées parallèlement l'une par rapport à l'autre traversent l'alésage central 3' de la poulie 3 et que les parties d'extrémité parallèles entre elles des bras 6a et 6b soient maintenues en appui contre les faces externes opposées des flasques 5a et 5b. La seconde poulie 4 est montée rotative à l'intérieur de la seconde partie 6 de la chape 2, entre les deux parties centrales inclinées parallèles entre elles des bras 6a et 6b, par l'intermédiaire d'un tourillon 12 perpendiculaire aux bras 6a et 6b fixé à ses extrémités dans des ouvertures traversant les bras 6a et 6b. La poulie 4 est montée rotative par l'intermédiaire de paliers à roulement 15 (ou par l'intermédiaire d'un autre type de palier) sur le tourillon 12. La poulie 4 comporte deux faces latérales planes parallèles aux parties inclinées des bras 6a et 6b et une surface annulaire externe 4a dans laquelle est usinée la gorge de la poulie. Sur la figure 2, on a représenté en traits mixtes l'axe de rotation 13 de la poulie annulaire 3 et l'axe de rotation 14 de la seconde poulie 4. L'axe 13 est constitué par l'axe commun aux paliers à roulement 10 et 10' assurant le montage rotatif de la première poulie annulaire 3 à l'intérieur de la première partie 5 de la chape. L'axe 14 de rotation de la seconde poulie 4 est l'axe du tourillon 12. Les axes de rotation 13 et 14 de la première et de la seconde poulie respectivement sont concourants en un point O situé dans un plan de symétrie de la moufle 1 dont la trace 16 a été représentée sur la figure 2. Le plan de symétrie de trace 16 est également le plan de symétrie de la poulie 3 passant par le fond de la gorge de la poulie. Comme il est visible sur la figure 1, un crochet 17 de suspension d'une charge à la moufle est fixé entre les flasques 5a et 5b de la première partie 5 de la chape 2, par l'intermédiaire d'un axe 17' engagé et fixé à ses extrémités dans les flasques 5a et 5b sur lequel le crochet 17 peut être monté pivotant. L'axe vertical 18 de suspension de la charge, c'est-à-dire l'axe de symétrie de la moufle 1 passant par le centre de gravité G de la charge fixée au crochet 17 se trouve dans le plan de symétrie de la moufle de trace 16 et passe par le point O suivant lequel les axes de la première et de la seconde poulies sont concourants. La moufle 1 suivant l'invention représentée sur les figures 1 et 2 est associée à un dispositif de manutention et de levage comportant un premier câble 19 engagé dans la gorge de la première poulie 3 et un second câble 20 engagé dans la gorge de la seconde poulie 4. La moufle 1 et la charge suspendue au crochet 17 sont supportées par les câbles 19 et 20 qui comportent chacun deux brins verticaux, respectivement 19a et 19b et 20a et 20b et une partie entre les brins verticaux sur laquelle repose la poulie correspondante 3 ou 4, par l'intermédiaire de sa gorge. Les brins verticaux 19a et 20a des câbles 19 et 20 constituant les premiers brins des câbles s'enroulent, à leur extrémité supérieure, sur un treuil constituant l'élément moteur du dispositif de manutention. Les brins 19b et 20b des câbles 19 et 20 constituant les seconds brins des câbles sont reliés à des points fixes qui peuvent être constitués par exemple par des points d'un palonnier. Le treuil comporte de préférence deux tambours sur chacun desquels s'enroule la partie d'extrémité de l'un des câbles 19 et 20. Par mise en rotation des tambours des treuils dans un sens ou dans l'autre, on réalise le levage ou, au contraire, la descente de la charge suspendue au crochet 17 de la moufle 1. Dans le cas d'un rupture de l'un des câbles 19 ou 20, la moufle 1 est toujours supportée par le second câble qui n'a pas subi de rupture, de sorte que la charge reste maintenue et qu'on évite une chute qui pourrait avoir de très graves conséquences, par exemple dans le cas de la manutention d'un assemblage de combustible. Bien entendu, les câbles 19 et 20 ont une résistance suffisante pour qu'un seul des deux câbles 19 ou 20 puisse supporter la charge suspendue à la moufle 1. En outre, la charge dont l'axe de suspension 18 vertical passe par le point O commun à l'axe de la première et à l'axe de la seconde poulies ne se trouve pas déséquilibrée, l'axe de suspension de la charge n'étant pas déplacé lors de la rupture de l'un des câbles. On évite donc tout balancement de la charge à la suite de la rupture. Le dispositif de manutention équipé d'une moufle suivant l'invention peut donc fonctionner dans des conditions parfaitement sûres et parfaitement stables. L'angle a d'inclinaison du plan de symétrie de la première poulie perpendiculaire à l'axe de rotation de la première poulie, de trace 16 sur la figure 2 par rapport au plan de symétrie de la seconde poulie perpendiculaire à l'axe de rotation de la seconde poulie, ayant pour trace la droite 21 en traits mixtes sur la figure 2 peut être choisi dans un intervalle allant de 15 à 90 , cet intervalle incluant les deux limites 15 et 90". Les plans de symétrie des poulies qui passent par les fonds de gorge des poulies sont les plans suivant lesquels sont disposés les axes des câbles 19 et 20. Lorsque ces plans font un angle supérieur à 15 , on dispose alors d'un débattement suffisant pour assurer le déplacement des câbles sans risque d'interférence. L'angle a d'inclinaison du plan de symétrie de la seconde poulie par rapport au plan de symétrie de la première poulie est égal à l'angle d'inclinaison de la partie centrale des bras constituant la seconde partie de la chape, par rapport aux parties d'extrémité de ces bras qui sont rapportées contre les flasques entre lesquels est montée la première poulie. On peut ainsi régler très facilement à une valeur précise l'angle a entre les plans de symétrie des deux poulies. La moufle de support et de manutention selon l'invention et le dispositif de manutention utilisant cette moufle présentent une structure simple et peuvent être réalisés de manière à présenter un poids peu important. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui a été décrit. C'est ainsi qu'on peut réaliser la chape de la moufle suivant l'invention dans laquelle sont montées rotatives la première et la seconde poulies sous une forme différente de celle qui a été décrite. La chape peut être réalisée en utilisant des pièces ayant des formes différentes de flasques percés d'ouvertures circulaires et placés parallèlement l'un par rapport à l'autre et de bras inclinés par rapport aux flasques. Le montage rotatif de la première poulie de forme annulaire et de la seconde poulie à l'intérieur de la chape de la moufle peut être réalisé d'une manière différente de celles qui ont été décrites. Enfin, la moufle suivant l'invention peut être utilisée dans des dispositifs de manutention différents de ceux qui ont été décrits. REVENDICATIONS 1.- Moufle de support et de manutention d'une charge comportant une chape (2) sur laquelle est fixé un moyen de suspension (17) de la charge, une première poulie (3) montée rotative dans la chape (2), autour d'un premier axe de rotation (13) et un seconde poulie (4) montée rotative dans la chape (2) autour d'un second axe de rotation (14), de manière à assurer le support et le déplacement de la charge par l'intermédiaire d'un premier câble (19) passant sur la première poulie (3) et d'un second câble (20) passant sur la seconde poulie (4), caractérisée par le fait que la première poulie (3) présente une forme annulaire et que la seconde poulie (4) est disposée transversalement dans l'alésage interne (3') de la première poulie (3), l'axe de rotation (13) de la première poulie (3) et l'axe de rotation (14) de la seconde poulie (4) étant concourants en un point (O) situé sur un axe de suspension (18) de la moufle (1), passant par le centre de gravité de la charge. 2.- Moufle suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le plan de symétrie (16) de la première poulie perpendiculaire à l'axe de rotation (13) de la première poulie et le plan de symétrie (21) de la seconde poulie perpendiculaire à l'axe (14) de la seconde poulie (4) font entre eux un angle (a) supérieur ou égal à 15 et inférieur ou égal à 90 . 3.- Moufle suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que la chape (2) comporte une première partie (5) dans laquelle est montée rotative la première poulie (3) et une seconde partie (6) dans laquelle est montée rotative la seconde poulie (4), fixées rigidement l'une sur l'autre. 4.- Moufle suivant la revendication 3, caractérisée par le fait que la première partie (5) de la chape (2) comporte deux flasques (Sa, 5b) disposés parallèle ment l'un par rapport à l'autre avec un certain écartement et percés chacun d'une ouverture circulaire, la première poulie (3) étant montée, par l'intermédiaire de paliers (10, 10'), à l'intérieur des ouvertures des flasques (5a, 5b), et que la seconde partie (6) est constituée par deux bras (6a, 6b) disposés parallèlement l'un par rapport à l'autre avec un certain écartement et comportant chacun deux parties d'extrémité parallèles entre elles et une partie centrale inclinée par rapport aux parties d'extrémité, la seconde poulie (4) étant montée rotative entre les deux parties centrales inclinées des deux bras (6a, 6b) autour d'un axe (14) sensiblement perpendiculaire aux parties centrales des bras (6a, 6b) et les deux parties (5, 6) de la chape (2) étant fixées l'une sur l'autre, de telle sorte que les parties centrales des bras (6a, 6b) entre lesquelles est montée rotative la seconde poulie (4) traversent l'alésage interne (3') de la première poulie (3) de forme annulaire. 5.- Moufle suivant la revendication 4, caractérisée par le fait que la première poulie (3) est montée rotative à l'intérieur des ouvertures circulaires des flasques (5a, 5b) de la première partie de la chape (2), par l'intermédiaire de paliers de l'un des types suivants : palier à roulements, palier à rouleaux, palier lisse, et que la seconde poulie (4) est montée rotative entre les parties centrales des bras (6a, 6b) de la seconde partie de la chape (6), par l'intermédiaire d'un tourillon (12) engagé et fixé par ses extrémités dans les parties centrales des bras (6a, 6b) de la seconde partie (6) de la chape (2), dans une disposition perpendiculaire aux parties centrales des bras (6a, 6b). 6.- Moufle suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisée par le fait que les flasques (5a, 5b) de la première partie (5) de la chape (2) sont assemblés entre eux par des ensembles à vis et écrou (7, 9), des entretoises (8) étant intercalées entre les flasques (5a, 5b), de manière à maintenir l'écartement entre les flasques (5a, 5b). 7.- Moufle suivant l'une quelconque des revendications 4, 5 et 6, caractérisée par le fait que les bras (6a, 6b) de la seconde partie (6) de la chape (2) sont assemblés entre eux par l'intermédiaire d'ensembles (7) à vis et écrou d'assemblage de la première partie (5) et de la seconde partie (6) de la chape (2), des entretoises (11) étant intercalées entre les bras (6a, 6b) pour assurer leur écartement. 8.- Dispositif de manutention d'une charge comportant un treuil ayant au moins un tambour d'enroulement d'un câble, une moufle (1) dans laquelle sont montées rotatives une première poulie (3) et une seconde poulie (4), un premier câble (19) dont une partie d'exextrémité d'un premier brin vertical (19a) s'enroule sur un tambour du treuil et dont un partie d'extrémité d'un second brin vertical (19b) est reliée à un point fixe et qui comporte une partie intermédiaire entre le premier brin vertical (19a) et le second brin vertical (19b) sur laquelle repose la première poulie (3) et un second câble (20) ayant un premier brin vertical (20a) dont une partie d'extrémité est enroulée sur un tambour du treuil, un second brin vertical (20b) relié à son extrémité à un point fixe ainsi qu'une partie intermédiaire entre le premier brin vertical (20a) et le second brin vertical (20b) du second câble (20) sur laquelle repose la seconde poulie (4), caractérisé par le fait que la moufle (1) est une moufle suivant l'un quelconque des revendications 1 à 7. 9.- Utilisation d'un dispositif de manutention suivant la revendication 8, pour la manutention d'assemblages de combustible dans un réacteur nucléaire.