SIERSATOM
la présente invention est relative à une soudeuse automatique
<EMI ID=1.1>
particulier sous atmosphère d'argon, des portions d'extrémités de tubes et plus spécialement des couvercles obturant des embouts d'étuis cylindriques contenant des cartouches de combustible nucléaire ou des objets irradiés.
<EMI ID=2.1>
maehine simple et robuste, totalement manoeuvrable à distance pour permettre son emploi dans des cellules étanches en atmosphère radioactive et son adaptation au soudage d'étuis ou de tubes de.différents diamètres et de longueurs variables avec des vitesses de soudage également variables
A cet effet, la soudeuse selon l'invention se caractérise
<EMI ID=3.1>
munie d'une arrivée de gaz neutre sous pression, un mandrin de serrage pour l'étui à souder, un dispositif de commande en rotation à vitesse variable de ce mandrin et un système élévateur pour le réglage en hauteur de l'étui par rapport à la tête de soudage.
Dans un premier mode de réalisation, le mandrin de serrage est un mandrin mécanique à levier pivotant, adapté au maintien d'un
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de secours.
Dans un autre mode de réalisation, le mandrin a ses mâohoi-
<EMI ID=5.1>
et le système élévateur pouvant en outre être assurés à partir d'un moteur unique par l'intermédiaire d'un double embrayage électromagnétique .
Mises à part ces dispositions principales, la soudeuse
<EMI ID=6.1>
- d'un plateau pivotant muni d'un outil de dégrossissage permettant la mise en place convenable d'un couvercle sur l'étui à souder et la rectification de la surface de soudage entre l'étui et ce couvercle, <EMI ID=7.1>
- d'un dispositif à cames muni extérieurement de galettes et solidaire du mandrin tournant de façon à déterminer au moyen d'un jeu de relaie, la programmation dea opérations de soudage, en fonction notamment du diamètre de l'étui et de sa vitesse de rotation,
- d'un plateau porte-mandrin permettant l'échange standard des mâchoires de serrage selon le diamètre correspondant des étuis à souder.
En outre et -quel que soit le mode de réalisation choisi, ].'ensemble de la soudeuse est réalisa de telle aorte que toue lea
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suite des autres, en vue notamment de permettre leur évacuation et/ou leur remplacement à. travers- un orifice .de diamètre donné ménagé
dans la paroi d'une cellule étanche à l'intérieur de laquelle est utilisé l'appareil,
<EMI ID=9.1>
avantagea procurés, apparaîtront mieux à travers la description qui suit de doux exemples de réalisation, donnés à titre indicatif et non limitatif.
Sur les dessins annexés <EMI ID=10.1> tant la rectification de la surface de soudege entre un étui et :son couvercle d'obturation,
- les Fig.4 et 5 sont des vues de dessus du plateau pivotant de la Fig.3 et de l'ensemble du mécanisme de support de la tête de soudage,
- les Fig.6 et 7 sont respectivement des vues de dessus et en coupe <EMI ID=11.1>
mâchoires,
- la Fig.8 est une vue en coupe verticale du système élévateur et de
-son mécanisme de commande, <EMI ID=12.1> Comme on le voit sur la Fig.1, la soudeuse automatique représentée comporte, dans un premier mode de réalisation, un 'bâti
de support 1 constitué de profilés métalliques verticaux 2 supportant à leur partie supérieure un plateau 3 et fixés à leur partie inférieure sur une embase 4 qui peut elle-même être rendue solidaire du sol d'une cellule étanche, non représentée, à l'intérieur de laquelle on désire faire travailler la machine. Sur le plateau 3 est monté un fût 5 terminé à sa partie supérieure par une tige 6 sur laquelle peut pivoter
<EMI ID=13.1>
10 muni d'une vis 11 permettant le réglage en hauteur de la tête de soudage proprement dite qui se compose principalement d'une torche 12
<EMI ID=14.1>
senté également sur la figure une canalisation 14 permettant d'injecter un gaz neutre sous pression tel que de l'argon par exemple, sur l'électrode 13 au cours des opérations de soudage qui sont décrites plus loin. Il est à noter que l'alimentation électrique de la torche n'est pas figurée sur le dessin, cette alimentation étant en elle-même tout à fait classique. A titre d'exemple, le courant peut être amené directement sur l'électrode 13, le retour s'effectuant par la masse de l'appareil lui-même.
Conformément à l'invention, la soudeuse considérée est destinée à effectuer la soudure sur l'extrémité d'un étui cylindrique
<EMI ID=15.1>
le dessin. Cet étui est maintenu axialement au moyen d'un mandrin 17 comportant un système de blocage à levier 18 pouvant être manoeuvré à l'intérieur de la cellule où se trouve placé l'appareil par tout moyen d'intervention à distance approprié et notamment par un télémanipulateur
, (non représenté). L'ensemble du mandrin 17 est placé à l'intérieur d'un boîtier de protection 19, le levier étant entouré par un soufflet
étanche 20 fixe sur la paroi extérieure do ce bottier. Pour permettre
le pivotement autour de son axe de l'étui 15, lors de l'opération de
soudage proprement dite, le corps du mandrin 17 se prolonge à sa
partie inférieure à travers le plateau supérieur 3 du bâti 1 et est solidaire d'un pignon 21 engrenant avec un second pignon 22 claveté sur un arbre de commande 23. Cet arbre est relié par l'intermédiaire
d'un réducteur convenable 24 à l'axe d'un moteur électrique 25, autorisant de la sorte la rotation de l'étui 15.
Sous le pignon 21 est prévu un manchon de protection 26
solidaire à sa partie inférieure de l'embase 4 du bâti 1. A l'intérieur de ce manchon et à sa partie inférieure s'engage une tige 27
solidaire d'un bris 28 terminé par un écrou 29 monté en prise sur une
vis filetée 30. Cette dernière est elle-même montée verticalement à l'intérieur du bâti 1 parallèlement à l'axe de l'étui 15 en étant
supportée à ses deux extrémités par des tourillons 31 et 32 respecti-
<EMI ID=16.1>
pignon de commando 34 rendu solidaire, par un accouplement à friction
35 et un réducteur 36, d'un second moteur 37 déterminant la rotation de la vis. A ce mouvement de rotation correspond dès lors pour la tige
27, un mouvement de translation verticale, le bras 28 coulissant à
<EMI ID=17.1>
26. L'ensemble précédent permet ainsi en venant appuyer l'extrémité
de la tige 27 sur le fond de l'étui 15, de faire varier la hauteur de cet étui par rapport à la tête de soudage et par suite de régler à
une valeur convenable la distance séparant l'extrémité de l'électrode
13 de la surface à souder, c'est-à-dire de la surface de séparation entre le couvercle 16 et l'extrémité supérieure de l'étui 15. Un plateau de calibrage 39 peut d'ailleurs être avantageusement prévu pour donner à cette- distança une valeur adéquate en fonction de la profondeur
<EMI ID=18.1>
la torche 12.
Enfin, la soudeuse est munie d'un mécanisme, représenté
<EMI ID=19.1>
eut cette figure, la torche de soudage 50 est solidaire d'un chariot mobile 51 muni de galets 52 permettant un positionnement convenable de la torche par rapport à la surface à souder qui, comme dans le
<EMI ID=20.1>
53.
Comme le montre plus en détail la Fig.3, la platine 57 est munie de chapes 59 sur lesquelles est monté un mécanisme 60 destiné à permettra par pivotement d'une part la mise en place convenable du couvercle 54 sur son étui 53 et d'autre part une rectification par usinage de la surface à souder. A cet effet, ce mécanisme se.compose <EMI ID=21.1>
verrouillage 63 permettant de bloquer le plateau 61 contre une butée fixe 64. Dans la position représentée sur la Fig.3, le plateau 61 est parfaitement horizontal et parallèle à la platine 57 de la machine, Dans
<EMI ID=22.1>
tion d'un système élévateur qui sera décrit plus loin,contre la face inférieure du plateau 61, assure l'engagement convenable du couvercle
<EMI ID=23.1>
monté sous le plateau 61 au moyen d'un ressort 66 et d'une vis de fixation 67, de rectifier convenablement la surface 68 supérieure de l'étui
<EMI ID=24.1>
relevé le plateau 61 et dégagé l'extrémité de l'étui.
Les Fig.4 et 5 illustrent avec plus de détail la réalisation particulière des divers organes qui viennent d'être décrits,
et notamment du système de positionnement de la torche 50 et du plateau 61 muni de son outil 65.
Immédiatement sous la platine 57, la soudeuse comporta un mandrin de serrage 69 dont le détail de réalisation apparaît � plue grande échelle sur les Fig.6 et 7. Comme on le voit sur ces figures, ce mandrin se compose essentiellement de deux mâchoires 70 et 71 respectivement solidaires de deux pièces 72 et 73.Comme le montre la vue en coupe de la Fig.7 notamment, la pièce 73 par exemple est rendue solidaire par l'intermédiaire d'une goupille 74 d'une rondelle 75 susceptible de coulisser dans une rainure excentrée 76 ménagée dans la corps 77 du mandrin. Une rotation convenable do ce dernier permet alors d'assurer le rapprochement ou l'écartement des mâchoires 70 et
71, compte tenu du diamètre de l'étui 53 à maintenir.
Il est à noter que lors des variations importantes de diamètre d'un étui à un autre, il est possible d'effectuer un changement standard des mâchoires
<EMI ID=25.1>
Comme dans l'exemple qui a été décrit en référence à la Fig.1, le corps du mandrin 77 est, dens le cas présent, solidaire d'un pignon 78 engrenant avec un pignon de commande 79 relié par l'intermédiaire d'un embrayage électromagnétique 80 à un moteur d'entraîne- <EMI ID=26.1>
embrayage électromagnétique à double action permettant de commander
à partir du même moteur 81 soit la rotation du pignon 79 ci-dessus pour la rotation du mandrin et par conséquent de l'étui 53 maintenu dans
ses mâchoires, soit un second pignon 82 dont le rôle sera défini plus loin.
L'ensemble du moteur 81, de l'embrayage 80 et des pignons
79 et 82 est monté sur un bâti fixe 83 rendu solidaire de la platine
57 par des vis 84.
Sur la Fig.2 également, on voit que le prolongement inférieur du corps du mandrin 77 est muni d'un organe cylindrique 85 dont la surface extérieure est munie de galettes'telles que 86 permettant, lors de la rotation de l'étui 53 autour de son axe, d'actionner des relais tels que 87 disposés sur les circuits d'alimentation électrique de l'appareil et notamment du moteur 81 et de son embrayage 80, de façon à réaliser une programmation convenable des opérations de soudage en fonction de la nature des soudures à effectuer.
Le bâti 83 est réuni par des colonnettes 88 à un plateau inférieur 89 solidaire d'un élément tubulaire 90 destiné à entourer la partie inférieure de l'étui 53 et à permettre le guidage de ce dernier. Conformément à l'invention, la soudeuse est munie d'un système élévateur destiné à pénétrer à l'intérieur de l'élément tubulaire 90 et à assurer le soulèvement de l'étui 53 en vue notamment d'assurer la
mise en place convenable du couvercle 54 et d'approcher l'ensemble à une distance convenable de l'extrémité de la torche 50. Ce système élévateur est représenté à plus grande échelle sur les Fig.8 et 9 :
il comporte essentiellement une vis 91 munie à son extrémité supérieure d'un pignon 92 engrenant avec le pignon 82 dont il a été question
plus haut. A sa partie inférieure, la vis 91 tourillonne dans une
noix 93 solidaire d'une potence 94 supportant, par l'intermédiaire
<EMI ID=27.1>
de l'élément tubulaire 90. Comme le montre notamment la Fig.9, on voit que le mouvement de rotation de la vis 91 provoque ainsi le déplacement de haut en bas ou vice-versa de la pièce 93 à l'intérieur de l'élément
<EMI ID=28.1>
paroi de l'élément.
<EMI ID=29.1>
fit, une fois la mise en place du couvercle sur l'extrémité de l'étui
<EMI ID=30.1>
quer la rotation à vitesse convenable de l'étui pour obtenir une soudure régulière et parfaitement définie,
<EMI ID=31.1>
<EMI ID=32.1>
tance à l'intérieur d'une cellule étanche, la possibilité d'un démontage complet à l'intérieur de cette même cellule, tous les organes entrant dans la réalisation de la soudeuse pouvant être séparés un à
un par un manipulateur classique ou autre engin de manutention en vue
de leur remplacement ou de leur entretien.
En outre, on peut remarquer que, contrairement aux machines
de soudage déjà connues, l'appareil proposé permet de regrouper en un
seul ensemble tous les organes nécessaires à un fonctionnement entièrement automatique permettant d'obtenir des soudures régulières et parfaitement reproductibles chanue nouvelle utilisation.
REVENDICATIONS
<EMI ID=33.1>
SIERSATOM
the present invention relates to an automatic welder
<EMI ID = 1.1>
particularly in an argon atmosphere, end portions of tubes and more especially lids closing the ends of cylindrical cases containing nuclear fuel cartridges or irradiated objects.
<EMI ID = 2.1>
Simple and robust machine, fully manoeuvrable from a distance to allow its use in airtight cells in a radioactive atmosphere and its adaptation to the welding of cases or tubes of different diameters and variable lengths with also variable welding speeds
To this end, the welder according to the invention is characterized
<EMI ID = 3.1>
equipped with an inlet of pressurized neutral gas, a clamping mandrel for the welding case, a device for controlling this mandrel in variable speed rotation and an elevator system for the height adjustment of the case with respect to the welding head.
In a first embodiment, the clamping chuck is a mechanical chuck with a pivoting lever, suitable for maintaining a
<EMI ID = 4.1>
rescue.
In another embodiment, the mandrel has its jaws.
<EMI ID = 5.1>
and the lifting system can further be provided from a single motor through a double electromagnetic clutch.
Apart from these main provisions, the welder
<EMI ID = 6.1>
- a swivel plate fitted with a roughing tool allowing the suitable placement of a cover on the welding case and the rectification of the welding surface between the case and this cover, <EMI ID = 7.1 >
- a cam device provided on the outside with wafers and integral with the rotating mandrel so as to determine by means of a set of relays, the programming of the welding operations, in particular as a function of the diameter of the case and its speed of rotation,
- a chuck holder plate allowing the standard exchange of the clamping jaws according to the corresponding diameter of the cases to be welded.
In addition, and regardless of the embodiment chosen, the entire welder is made such that all the
<EMI ID = 8.1>
following the others, in particular to allow their evacuation and / or replacement at. through an orifice of a given diameter
in the wall of a sealed cell inside which the device is used,
<EMI ID = 9.1>
the advantages obtained will emerge more clearly from the following description of mild embodiments, given by way of indication and without limitation.
On the appended drawings <EMI ID = 10.1> both the rectification of the welding surface between a case and: its sealing cover,
- Figs. 4 and 5 are top views of the pivoting plate of Fig. 3 and of the assembly of the welding head support mechanism,
- Figs. 6 and 7 are respectively top and sectional views <EMI ID = 11.1>
jaws,
- Fig.8 is a vertical sectional view of the lifting system and
-its control mechanism, <EMI ID = 12.1> As seen in Fig. 1, the automatic welder shown comprises, in a first embodiment, a 'frame
support 1 consisting of vertical metal sections 2 supporting at their upper part a plate 3 and fixed at their lower part on a base 4 which can itself be made integral with the floor of a sealed cell, not shown, inside from which you want the machine to work. On the plate 3 is mounted a barrel 5 terminated at its upper part by a rod 6 on which can pivot
<EMI ID = 13.1>
10 provided with a screw 11 allowing the height adjustment of the actual welding head which mainly consists of a torch 12
<EMI ID = 14.1>
Also felt in the figure is a pipe 14 making it possible to inject a pressurized neutral gas such as argon for example, on the electrode 13 during the welding operations which are described below. It should be noted that the electric power supply for the torch is not shown in the drawing, this power supply being in itself quite conventional. By way of example, the current can be brought directly to the electrode 13, the return being effected by the mass of the device itself.
In accordance with the invention, the welder considered is intended to perform the welding on the end of a cylindrical case
<EMI ID = 15.1>
the drawing. This case is held axially by means of a mandrel 17 comprising a lever locking system 18 which can be maneuvered inside the cell where the device is placed by any suitable remote intervention means and in particular by a remote manipulator
, (not shown). The whole of the mandrel 17 is placed inside a protective housing 19, the lever being surrounded by a bellows
waterproof 20 fixed on the outer wall of this casing. To allow
the pivoting around its axis of the case 15, during the operation of
actual welding, the body of the mandrel 17 extends to its
lower part through the upper plate 3 of the frame 1 and is integral with a pinion 21 meshing with a second pinion 22 keyed on a control shaft 23. This shaft is connected via
a suitable reduction gear 24 to the axis of an electric motor 25, thereby allowing rotation of the case 15.
Under the pinion 21 is provided a protective sleeve 26
integral with its lower part of the base 4 of the frame 1. Inside this sleeve and at its lower part a rod 27 engages
integral with a break 28 terminated by a nut 29 mounted in engagement on a
threaded screw 30. The latter is itself mounted vertically inside the frame 1 parallel to the axis of the case 15 while being
supported at both ends by pins 31 and 32 respectively
<EMI ID = 16.1>
commando pinion 34 made integral, by a friction coupling
35 and a reduction gear 36, of a second motor 37 determining the rotation of the screw. This rotational movement therefore corresponds for the rod
27, a vertical translational movement, the arm 28 sliding to
<EMI ID = 17.1>
26. The preceding assembly thus allows by coming to support
of the rod 27 on the bottom of the case 15, to vary the height of this case relative to the welding head and consequently to adjust to
a suitable value the distance between the end of the electrode
13 of the surface to be welded, that is to say of the separation surface between the cover 16 and the upper end of the case 15. A calibration plate 39 can moreover be advantageously provided to give this - distanced an adequate value according to the depth
<EMI ID = 18.1>
torch 12.
Finally, the welder is provided with a mechanism, shown
<EMI ID = 19.1>
In this figure, the welding torch 50 is integral with a movable carriage 51 provided with rollers 52 allowing a suitable positioning of the torch relative to the surface to be welded which, as in the
<EMI ID = 20.1>
53.
As shown in more detail in Fig.3, the plate 57 is provided with yokes 59 on which is mounted a mechanism 60 intended to allow by pivoting on the one hand the proper positioning of the cover 54 on its case 53 and of on the other hand a grinding by machining of the surface to be welded. For this purpose, this mechanism consists of <EMI ID = 21.1>
locking 63 allowing the plate 61 to be blocked against a fixed stop 64. In the position shown in Fig.3, the plate 61 is perfectly horizontal and parallel to the plate 57 of the machine, In
<EMI ID = 22.1>
tion of a lifting system which will be described later, against the underside of the plate 61, ensures the proper engagement of the cover
<EMI ID = 23.1>
mounted under the plate 61 by means of a spring 66 and a fixing screw 67, to properly rectify the upper surface 68 of the case
<EMI ID = 24.1>
raised the plate 61 and released the end of the case.
Figs. 4 and 5 illustrate in more detail the particular embodiment of the various members which have just been described,
and in particular of the positioning system of the torch 50 and of the plate 61 provided with its tool 65.
Immediately under the plate 57, the welder included a clamping mandrel 69, the detail of which appears � larger scale in Fig.6 and 7. As can be seen in these figures, this mandrel essentially consists of two jaws 70 and 71 respectively secured to two parts 72 and 73. As shown in the sectional view of FIG. 7 in particular, the part 73 for example is made integral by means of a pin 74 of a washer 75 capable of sliding in an eccentric groove 76 formed in the body 77 of the mandrel. A suitable rotation of the latter then makes it possible to ensure the approach or separation of the jaws 70 and
71, taking into account the diameter of the case 53 to be maintained.
It should be noted that when there are significant variations in diameter from one case to another, it is possible to perform a standard change of the jaws.
<EMI ID = 25.1>
As in the example which has been described with reference to FIG. 1, the body of the mandrel 77 is, in the present case, integral with a pinion 78 meshing with a control pinion 79 connected by means of a electromagnetic clutch 80 to a driving motor - <EMI ID = 26.1>
double-acting electromagnetic clutch for controlling
from the same motor 81 is the rotation of the pinion 79 above for the rotation of the mandrel and therefore of the case 53 held in
its jaws, or a second pinion 82, the role of which will be defined below.
Engine 81 assembly, clutch 80 and pinions
79 and 82 is mounted on a fixed frame 83 made integral with the plate
57 by screws 84.
Also in FIG. 2, it can be seen that the lower extension of the body of the mandrel 77 is provided with a cylindrical member 85 whose outer surface is provided with wafers such as 86 allowing, during the rotation of the case 53 around of its axis, to actuate relays such as 87 arranged on the electrical supply circuits of the apparatus and in particular of the motor 81 and of its clutch 80, so as to carry out a suitable programming of the welding operations according to the nature of the welds to be carried out.
The frame 83 is joined by columns 88 to a lower plate 89 integral with a tubular element 90 intended to surround the lower part of the case 53 and to allow the latter to be guided. According to the invention, the welder is provided with a lifting system intended to penetrate inside the tubular element 90 and to ensure the lifting of the case 53 with a view in particular to ensuring the
proper placement of the cover 54 and bring the assembly at a suitable distance from the end of the torch 50. This lifting system is shown on a larger scale in Figs.8 and 9:
it essentially comprises a screw 91 provided at its upper end with a pinion 92 meshing with the pinion 82 which has been discussed
upper. At its lower part, screw 91 is journaled in a
nut 93 integral with a bracket 94 supporting, through
<EMI ID = 27.1>
of the tubular element 90. As shown in particular in FIG. 9, it can be seen that the rotational movement of the screw 91 thus causes the movement from top to bottom or vice versa of the part 93 inside the element
<EMI ID = 28.1>
element wall.
<EMI ID = 29.1>
fit, once the cover is placed on the end of the case
<EMI ID = 30.1>
quer the rotation at suitable speed of the case to obtain a regular and perfectly defined weld,
<EMI ID = 31.1>
<EMI ID = 32.1>
tance inside a sealed cell, the possibility of complete disassembly inside the same cell, all the parts involved in the production of the welder can be separated one by one.
one by a conventional manipulator or other handling equipment in view
their replacement or maintenance.
In addition, one can notice that, unlike machines
already known welding equipment, the proposed device allows to combine in one
only together all the components necessary for fully automatic operation to obtain regular and perfectly reproducible welds for new use.
CLAIMS
<EMI ID = 33.1>