Brevet FR2963265A1 — publié le 20120203

DISPOSITIF POUR L'INTRODUCTION, LE GUIDAGE ET L'EVACUATION DE PIÈCES CYLINDRIQUES, TELLES QUE DES PASTILLES DE COMBUSTIBLE NUCLEAIRE, DANS UNE RECTIFIEUSE SANS CENTRE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne un dispositif pour l'introduction, le guidage et l'évacuation de pièces cylindriques, telles que des pastilles de combustible nucléaire, dans une rectifieuse sans centre. Elle vise particulièrement à améliorer la fiabilité de la rectification sans centre. L'application principale vise la rectification des pastilles de combustible nucléaire dans laquelle la qualité est stricte et impose une certaine exigence pour éviter de générer des défauts sur les pastilles. ART ANTÉRIEUR La rectification sans centre est un procédé de meulage avantageux connu pour la rectification de pièces cylindriques, en particulier pour les pastilles de combustible nucléaire. Une rectifieuse sans centre comprend usuellement deux meules dont l'une est une meule d'entraînement, qui sert à la mise en rotation des pastilles sur elles-mêmes en les faisant avancer sur un rail de guidage, appelé règle d'enfilade dans le cas des pastilles de combustible nucléaire, et l'autre est 2 une meule de travail et a pour fonction de rectifier le diamètre des pastilles par abrasion. La qualité des pastilles de combustible nucléaire rectifiées dépend bien évidemment de l'efficacité de la rectifieuse sans centre proprement dite mais également la qualité du transfert des pastilles en amont immédiat, dans, et en aval immédiat de la rectifieuse sans centre, c'est-à-dire de l'introduction des pastilles dans la règle d'enfilade, de leur guidage dans la règle d'enfilade entre les meules de travail et d'entraînement et à leur évacuation de celle-ci une fois rectifiées. Le but général de l'invention est de proposer une solution qui permette d'améliorer encore la qualité du transfert des pièces cylindriques, telles que des pastilles de combustible nucléaire, en amont immédiat, dans et en aval immédiat d'une rectifieuse sans centre. Un but particulier est de proposer une solution simple à mettre en oeuvre dans un environnement de boîte à gants. EXPOSÉ DE L'INVENTION Pour ce faire, l'invention a pour objet un dispositif pour l'introduction, le guidage et l'évacuation de pièces cylindriques, telles que des pastilles de combustible nucléaire, dans une rectifieuse sans centre, comprenant : - une règle d'enfilade adaptée pour permettre le guidage en enfilade desdites pièces 3 cylindriques sur la longueur des meules de travail et d'entraînement d'une rectifieuse sans centre, - un premier guide, dit guide d'entrée, agencé à une extrémité longitudinale de la règle d'enfilade et adapté pour permettre l'introduction en enfilade des pièces cylindriques sur la règle depuis un système de convoyage en amont de la rectifieuse sans centre, - des moyens mécaniques de réglage de l'alignement du guide d'entrée par rapport à la règle d'enfilade, - un deuxième guide, dit guide de sortie, agencé à l'autre extrémité longitudinale de la règle d'enfilade et adapté pour permettre le transfert des pièces depuis la règle vers un système de convoyage en aval de la rectifieuse sans centre, - des moyens mécaniques de réglage de l'alignement du guide de sortie par rapport à la règle d'enfilade. Autrement dit, selon l'invention, on prévoit des moyens de réglage de l'alignement des guides d'entrée et de sortie qui permettent un alignement très précis entre ceux-ci et l'espace entre meules de travail et d'entraînement. On évite ainsi toute dérive des pièces à rectifier, telles que les pastilles de combustible nucléaire, encore présentes entre les meules. Ainsi, les pièces (pastilles de combustible) peuvent être introduites en entrée de la rectifieuse sans centre, sans interférence mécanique entre elles. 4 De même, il y a une continuité dans la ligne de contact des pièces rectifiées avec la meule d'entraînement en sortie de la rectifieuse. On évite ainsi les défauts de rectification liés à une discontinuité de contact comme possible selon l'état de l'art. De préférence, la règle d'enfilade est une pièce monobloc en acier ayant subi des traitements thermiques de revenu et de trempe en surface et à coeur. Ces traitements peuvent être complétés de préférence par des traitements de surface une fois la pièce (règle) finie afin d'accroître certaines caractéristiques telles qu'un meilleur coefficient de frottement et une plus grande résistance à l'usure. Cet acier est de préférence un acier XC 38. Les règles d'enfilade selon l'état de l'art pour une application de rectifieuse sans centre de pastilles de combustible nucléaire sont constituées d'une base en acier sur laquelle est rapportée une plaquette en carbure de tungstène qui constitue le rail de guidage proprement dit des pastilles, c'est-à-dire la partie en contact direct avec les pastilles à rectifier. L'avantage d'une plaquette de carbure de tungstène est que celle-ci a une grande résistance à l'usure. L'inconvénient majeur est sa fragilité due aux chocs et aux contraintes internes de la base en acier. Ainsi, en réalisant une règle monobloc en acier avec traitements thermiques à coeur et de surface de façon à avoir une résistance à l'usure équivalente au carbure de tungstène ainsi qu'une bonne résistance aux chocs et une libération des contraintes internes de la règle, on s'affranchit des inconvénients des règles d'enfilade selon l'état de l'art. Avantageusement, les moyens mécaniques de réglage de l'alignement du guide d'entrée sont 5 indépendants des moyens mécaniques de réglage de l'alignement du guide de sortie. On peut avoir ainsi un réglage encore plus précis. Selon un mode de réalisation avantageux, au moins l'un des deux guides est constitué de deux barrettes dont une fixe et parallèle au bord longitudinal de la règle disposée côté meule de travail, et l'autre est montée sur un pivot qui permet de régler l'écartement par rapport au guide fixe en vis-à-vis, l'écartement du guide pivotant étant réalisé par l'actionnement des moyens mécaniques de réglage de l'alignement dudit guide. De préférence, le guide d'entrée et le guide de sortie sont constitués chacun de deux barrettes dont une fixe et parallèle à un bord longitudinal de la règle et l'autre est montée pivotante pour ajuster l'écartement du guide avec le guide fixe en vis à vis. De préférence encore, l'axe des pivots des guides réglables est muni d'un palier en polymère. Ainsi, on rend compatible l'axe de pivotement avec les poussières et éclats de pastilles issus de la rectification, en évitant par conséquent tout risque de grippage. Selon une variante de réalisation avantageuse : 6 - l'axe de pivotement de la barrette pivotante du guide d'entrée et/ou de sortie est (sont) monté(s) dans un support, - les moyens mécaniques de réglage de l'alignement du guide d'entrée par rapport à la règle d'enfilade et/ou ceux de réglage du guide de sortie comprennent une première vis vissée dans le support de l'axe de pivotement et une deuxième vis imbriquée dans la première vis, de moindre pas que celle-ci et adaptée pour venir en appui contre une partie de la barrette pivotante, un vissage de la première vis dans le support provoquant une translation des deux tandis qu'un vissage de la deuxième vis dans la première vis et en appui contre la partie de la barrette pivotante provoque un pivotement de cette dernière. Pour obtenir la plus grande précision possible, le pas de la deuxième vis est plus faible que celui de la première vis tout en ayant une valeur suffisamment proche du pas de la première vis pour engendrer un réglage micrométrique des barrettes pivotantes. Le dispositif comprend avantageusement un ressort adapté pour rattraper les jeux fonctionnels du dispositif garantissant l'appui permanent entre la deuxième vis et la barrette pivotante. A des fins de simplicité d'assemblage, chaque support d'axe de pivotement et de vis est fixé à la règle d'enfilade. Chaque support d'axe de pivotement et de vis est conformé en tourelle avec les deux vis imbriquées l'une dans l'autre et agencées en partie supérieure de tourelle. Grâce à une conformation en 7 tourelle, on peut venir effectuer manuellement les réglages d'alignement par manipulation des vis depuis le dessus. Cela est parfaitement adapté à un environnement de boîte à gants dans laquelle la rectifieuse sans centre est implantée. La forme géométrique et la longueur du guide de sortie sont de préférence adaptées pour limiter le nombre de pièces cylindriques rectifiées en tampon en sortie des meules. Autrement dit, on évite l'accumulation de pastilles dont certaines pourraient stationner entre les meules et être usinées au delà des tolérances exigées. L'inclinaison du guide de sortie ainsi que la longueur inclinée engendrent l'évacuation des pastilles tout en limitant leur énergie cinétique lors de leur évacuation vers le convoyeur en aval afin qu'elles restent en position horizontale sur celui-ci. En effet, ne pas limiter leur énergie cinétique reviendrait à les faire basculer sur le convoyeur, ce qui nuirait à leur qualité finale. Le dispositif constitue de préférence un ensemble monobloc auquel sont fixées des poignées adaptées pour permettre son insertion et son retrait d'une rectifieuse sans centre dans une boîte à gants. En retirant manuellement aisément le dispositif, on facilite d'autant les opérations de maintenance de la rectifieuse sans centre. L'invention concerne également une rectifieuse sans centre, comprenant un dispositif décrit précédemment. Une telle rectifieuse sans centre est adaptée à la rectification de pastilles de combustible nucléaire. 8 L'invention concerne enfin une boîte à gants dans laquelle est agencée une rectifieuse sans centre comme ci-dessus. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée faite ci-dessous en référence aux figures suivantes parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective du côté du guide d'entrée d'un dispositif selon l'invention en configuration non installée, - la figure 2 est une autre vue en perspective d'un dispositif selon l'invention en configuration non installée mais du côté du guide de sortie, - la figure 3 est une vue de côté d'un dispositif selon l'invention en configuration installée dans une rectifieuse sans centre de pastilles de combustible nucléaire, - les figures 3A et 3B sont des vues de coupe transversale selon respectivement les axes A-A et B-B du dispositif selon la figure 3. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Les termes « inférieur », « supérieur », « en dessous », « au dessus », « en amont » et « en aval » sont à considérer dans la configuration installée du dispositif 1 selon l'invention , c'est-à-dire avec la règle d'enfilade en position horizontale entre la meule de travail et la meule d'entraînement 9 d'une rectifieuse sans centre, tel qu'illustré en figure 3. Le dispositif 1 selon l'invention comprend tout d'abord une règle d'enfilade 2 adaptée pour permettre le guidage en enfilade de pastilles sur la longueur des meules de travail 8 et d'entraînement (non représentée) d'une rectifieuse sans centre 10 illustrée en figure 3. La règle d'enfilade 2 est une pièce monobloc en acier XC 38 ayant subi des traitements thermiques de trempe et de recuit en surface et à coeur. Les traitements thermiques ont été réalisés pour conférer à la règle d'enfilade une résistance à l'usure équivalente au carbure de tungstène, une bonne résistance aux chocs et pour que la règle 2 n'ait pas de contraintes internes. Cette règle 2 comprend une partie supérieure 20 dont la fonction proprement dite est le guidage des pastilles P de combustible nucléaire. Comme mieux montré en figures 3A et 3B, la partie de guidage 20 est inclinée et est délimitée par deux bords longitudinaux 200, 201. Un guide d'entrée 3 est agencé à une extrémité longitudinale de la règle d'enfilade 2 : il est adapté pour permettre l'introduction en enfilade des pastilles P sur la règle 2 depuis un système de convoyage non représenté en amont de la rectifieuse sans centre 10. Ce guide d'entrée 3 comprend une barrette fixe 30 sensiblement alignée sur le bord longitudinal 200 de la règle 2 et une autre barrette 31 montée pivotante pour changer d'inclinaison par rapport à l'autre bord longitudinal 201 de la règle 2. 10 La barrette 31 est montée pivotante sur un axe 310 muni d'un palier en polymère monté dans un support 32 conformé en tourelle. Pour régler l'alignement de la barrette pivotante 31 par rapport au bord 201 de la règle, des moyens mécaniques 4 sont prévus. Ces moyens sont constitués de deux vis 40, 41 imbriquées l'une dans l'autre dans la partie supérieure de la tourelle 32 (figure 3A). La première vis 40 est vissée dans le support 32. La deuxième vis 41 a un pas inférieur mais proche de celui de la vis 40 et la vis 41 est immobilisée en rotation. Une rotation de la vis 40 engendre une translation suivant son axe par rapport au support fixe 32 (liaison vis écrou). Dans le même temps, cette rotation de la vis 61 engendre une deuxième translation suivant son axe par rapport à la deuxième vis 41. La différence de pas a pour conséquence une faible translation du point d'appui de la vis 41 sur le guide 31 ce qui produit une rotation de ce dernier. De tels moyens de réglage 4, 40, 41 permettent de réaliser un réglage très précis de l'alignement de la barrette pivotante 31. Un ressort 42 de rattrapage des jeux fonctionnels du dispositif permet d'avoir un appui permanent entre la vis 41 et la barrette 31 en position pivotée. Avec les caractéristiques de forme et dimensionnelles du guide d'entrée 5 et les régalages de l'alignement de la barrette pivotante qui vient d'être décrits, l'introduction des pastilles P de combustible 11 nucléaire se fait sans aucune interférence mécanique entre elles. Un guide de sortie 5 est agencé à l'autre extrémité longitudinale de la règle d'enfilade 2 : il est adapté pour permettre le transfert des pastilles P depuis la règle 2 vers un système de convoyage non représenté en aval de la rectifieuse sans centre 10. Le montage et l'agencement du guide d'entrée 5 avec les moyens de réglage de l'alignement de la barrette pivotante 31 sont réalisés de manière analogue pour le guide de sortie 5, les moyens de réglage 6, 60, 61 de la barrette pivotante 51 du guide de sortie 5 étant indépendants de ceux 4, 40, 41 de la barrette pivotante 31 du guide d'entrée 3. Ainsi, le guide de sortie 5 comprend une barrette fixe 50 sensiblement alignée sur le bord longitudinal 200 de la règle 2 et une autre barrette 51 montée pivotante pour changer d'inclinaison par rapport à l'autre bord longitudinal 201 de la règle 2. La barrette 51 est montée pivotante sur un axe 510 muni d'un palier en polymère monté dans un support 52 conformé en tourelle. Pour régler l'alignement de la barrette pivotante 51 par rapport au bord 201 de la règle, des moyens mécaniques 6 sont prévus. Ces moyens sont constitués de deux vis 60, 61 imbriquées l'une dans l'autre dans la partie supérieure de la tourelle 52 (figure 3B). La première vis 60 est vissée dans le support 52. La deuxième vis 61 a un pas inférieur mais proche de celui de la vis 60 et la vis 61 est immobilisée en rotation. Une rotation de la vis 60 12 engendre une translation suivant son axe par rapport au support fixe 52 (liaison vis écrou). Dans le même temps, cette rotation de la vis 60 engendre une deuxième translation suivant son axe par rapport à la deuxième vis 61. La différence de pas à pour conséquence une faible translation du point d'appui de la vis 61 sur le guide 51 ce qui produit une rotation de ce dernier. De tels moyens de réglage 6, 60, 61 permettent de réaliser un réglage très précis de l'alignement de la barrette pivotante 51. Un ressort 62 de rattrapage des jeux fonctionnels du dispositif est agencé entre la barrette pivotante 51 et le support 52 : il permet ainsi d'avoir un appui permanent entre la vis 61 et la barrette 51 en position pivotée. Tel que représenté, le guide de sortie 5 a une forme géométrique et une longueur adaptées pour limiter le nombre de pastilles rectifiées en tampon et leur vitesse en sortie. On évite ainsi le basculement desdites pastilles P sur le système de convoyage en aval de la rectifieuse sans centre 10. Tel qu'illustré en figures 1 et 2, le dispositif selon l'invention 1 constitue un ensemble monobloc auquel sont fixées des poignées (pivotantes) 70, 71 adaptées pour permettre son insertion et son retrait d'une rectifieuse sans centre 10. Cela permet de faciliter les opérations de maintenance, contraignantes en environnement de boîte à gants.30 13 L'ensemble 1 est monobloc car : ^ les tourelles 32, 52 dans lesquelles sont montées les barrettes pivotantes 31, 51 avec les moyens de réglage 4, 6 et les supports 72 des poignées 70, 71 auxquels sont fixées les barrettes fixes 30, 50 sont fixés par vissage à la règle d'enfilade elle-même monobloc. Bien que décrit en référence à l'application dans une rectifieuse sans centre dans laquelle le dispositif a pour fonctions l'introduction, le guidage et l'évacuation des pastilles de combustible nucléaire dans une rectifieuse sans centre, on peut envisager toutes applications qui nécessitent une introduction, un guidage et une évacuation de pièces cylindriques avec une très grande précision pour éviter toute dérive de pièces.20 REVENDICATIONS1. Dispositif (1) pour l'introduction, le guidage et l'évacuation de pièces cylindriques, telles que des pastilles (P) de combustible nucléaire, dans une rectifieuse sans centre (10), comprenant : - une règle d'enfilade (2) adaptée pour permettre le guidage en enfilade desdites pièces cylindriques sur la longueur des meules de travail (8) et d'entraînement d'une rectifieuse sans centre, - un premier guide (3, 30, 31), dit guide d'entrée, agencé à une extrémité longitudinale de la règle d'enfilade et adapté pour permettre l'introduction en enfilade des pièces cylindriques sur la règle depuis un système de convoyage en amont de la rectifieuse sans centre, - des moyens mécaniques (4, 40, 41) de réglage de l'alignement du guide d'entrée par rapport à la règle d'enfilade, - un deuxième guide (5, 50, 51), dit guide de sortie, agencé à l'autre extrémité longitudinale de la règle d'enfilade et adapté pour permettre le transfert des pièces depuis la règle vers un système de convoyage en aval de la rectifieuse sans centre, - des moyens mécaniques (6, 60, 61) de réglage de l'alignement du guide de sortie par rapport à la règle d'enfilade.30 15 2. Dispositif (1) selon la revendication 1, dans lequel la règle d'enfilade (2) est une pièce monobloc en acier XC 38 ayant subi des traitements thermiques de revenu et de trempe en surface et à coeur et de préférence des traitements de surface une fois la règle (2) finie. 3. Dispositif (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens mécaniques (4, 40, 41) de réglage de l'alignement du guide d'entrée sont indépendants des moyens mécaniques (6, 60, 61) de réglage de l'alignement du guide de sortie. 4. Dispositif (1) selon la revendication 1 à 3, dans lequel au moins l'un des deux guides est constitué de deux barrettes (30, 31 ; 50, 51) dont une (30 ;50) fixe et parallèle sur un bord longitudinal (200) de la règle et l'autre (31 ; 51) est montée sur un pivot qui permet de régler l'écartement par rapport au guide fixe en vis-à-vis, l'écartement du guide pivotant étant réalisé par l'actionnement des moyens mécaniques de réglage de l'alignement dudit guide. 5. Dispositif (1) selon la revendication 4, dans lequel le guide d'entrée et le guide de sortie sont constitués chacun de deux barrettes dont une fixe et parallèle à un bord longitudinal de la règle et l'autre est montée pivotante pour ajuster l'écartement du guide avec le guide fixe en vis à vis. 16 6. Dispositif (1) selon l'une des revendications 4 ou 5, dans lequel la barrette pivotante (31 ; 51) des deux guides est montée pivotante sur un axe (310 ; 510) muni d'un palier en polymère. 7. Dispositif (1) selon l'une des revendications 4 à 6, dans lequel : - l'axe (310 ; 510) de pivotement de la 10 barrette pivotante du guide d'entrée et/ou de sortie est (sont) monté(s) dans un support (32 ; 52), - les moyens mécaniques (4, 40, 41) de réglage de l'alignement du guide d'entrée par rapport à la règle d'enfilade et/ou ceux (6, 60, 61) de réglage 15 du guide de sortie comprennent une première vis (40 ; 60) vissée dans le support de l'axe de pivotement et une deuxième vis (41 ; 61) imbriquée dans la première vis, de moindre pas que celle-ci et adaptée pour venir en appui contre une partie de la barrette pivotante, un 20 vissage de la première vis dans le support provoquant une translation des deux tandis qu'un vissage de la deuxième vis dans la première vis et en appui contre la partie de la barrette pivotante provoque un pivotement de cette dernière. 25 8. Dispositif (1) selon la revendication 7, dans lequel le pas de la deuxième vis (41 ; 61) est inférieur tout en ayant une valeur suffisamment proche du pas de la première vis (40, 60) pour engendrer un 30 réglage micrométrique des barrettes pivotantes. 17 9. Dispositif (1) selon la revendication 7 ou 8, comprenant un ressort (42 ; 62) adapté pour rattraper les jeux fonctionnels du dispositif garantissant l'appui permanent entre la deuxième vis (41 ; 61) et la barrette pivotante (31 ; 51). 10. Dispositif (1) selon l'une des revendications 7 à 9, dans lequel chaque support (32 ; 52) d'axe de pivotement et de vis est fixé à la règle d'enfilade. 11. Dispositif (1) selon l'une des revendications 7 à 10, dans lequel dans lequel chaque support (32 ; 52) d'axe de pivotement et de vis est conformé en tourelle avec les deux vis imbriquées l'une dans l'autre et agencées en partie supérieure de tourelle. 12. Dispositif (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la forme géométrique et la longueur du guide de sortie (5) sont adaptées pour limiter le nombre de pièces cylindriques rectifiées en tampon en sortie des meules. 13. Dispositif (1) selon l'une des revendications précédentes, constituant un ensemble monobloc auquel sont fixées des poignées (70 ; 71) adaptées pour permettre son insertion et son retrait d'une rectifieuse sans centre (10).30 18 14. Rectifieuse sans centre (10), comprenant un dispositif selon l'une des revendications précédentes. 15. Rectifieuse sans centre selon la revendication 14, adaptée à la rectification de pastilles (P) de combustible nucléaire. 16. Boite à gants dans laquelle est agencée une rectifieuse sans centre selon l'une des revendications 14 ou 15.15