Brevet FR2411052A1 — publié le 19790706

let/ou de positionnementj L'invention a pour objet un mandrin d'expansionper- mettant de mettre sous tension depuis l'intérieur et à distance un corps creux selon plusieurs points de contact, caractérisé en ce qu'il comprend un corps central muni d'au moins deux fraisages obliques partant du dessus et débouchant sur les surfaces latérales du corps central, des doigts étant introduits dans les fraisages et un disque adjacent au corps central étant appuyé contre la tête des doigts et présentant des moyens de serrage lui permettant d'être rapproché du corps central pour faire sortir les doigts latéralement. Selon un mode d'exécution préféré, le corps central présente-au moins deux autres fraisages obliques partant du dessous et débouchant sur les surfaces latérales du corps central, des doigts étant introduits dans les fraisages, un second disque étant appuyé contre la tête des doigts et présentant des moyens lui permettant d'être rapproché du corps central pour faire sortir les doigts latéralement. Le ou les disques appuyés contre la tête des doigts peut présenter une configuration arrondie. L'extrémité des doigts sortant du corps latéralement peut être usinée pour correspondre à la forme intérieure de la pièce que le mandrin doit mettre sous tension. Les moyens permettant de rapprocher le disque du corps central peuvent consister en une vis traversant le disque et pre- sentant un écrou de serrage. Dans le cas où des têtes de doigts émergent du dessus et du dessous du corps central et que deux disques de serrage sont placés adjacents à la surface supérieure et à la surface inférieure du corps central, les moyens servant à rapprocher les disques du corps central consistant en une tige traversant un des disques et présentant à une de ses extrémités un écrou et à l'autre une partie filetée entrent dans un filetage correspondant de l'autre disque. Il est d'autre part prévu une tige pour engager les moyens de serrage et effectuer à distance le serrage du mandrin contre la pièce à mettre sous tension. Le dessin représente, à titre d'exemple, un mode d'exé- cution d'un mandrin expanseur permettant de mettre sous tension depuis l'intérieur et à distance un corps creux selon plusieurs points de contact. Dans le dessin: La fig. 1 est une vue de dessus du mandrin expanseur, une pièce circulaire de serrage étant représentée partiellement arrachée, et la fig. 2 est une coupe selon la ligne Il-Il de la fig. 1. Le mandrin expanseur 1 des fig. 1 et 2 est un apparaillage relativement simple permettant de mettre sous tension depuis l'intérieurune pièce circulaire ou polygonale et ceci selon huit directions représentées dans la fig. 1 par les floches 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 et 9. Comme il est visible sur la fig. l, les mises sous tension sont exercées selon les directions 2, 4, 6 et 8 à partir des surfaces 10, 11, 12 et 13 et les mises sous tension selon les directions 3, 5, 7 et 9 à partir des surfaces 14, 15, 16 et 17. Par conséquent, les efforts exercés par les surfaces 10 à 13 sont applicables sur des points plus rapprochés du centre de l'outil que les efforts exercés par les surfaces 14 à 17.Il va de soi pour l'homme du métier que la disposition du mandrin des fig. 1 et 2 n'est pas limitative à l'exemple décrit et que les efforts représentés par les flèches 2 à 9 peuvent s'exercer par exemple à partir de surfaces placées sur une circonférence ou de surfaces placées autour du centre de l'outil selon une configuration irrégulière. Le mandrin expanseur l comprend une cage 18 présentant un alésage central 19 traversé par une tige 20 présentant une partie filetée 21 à une de ses extrémités et un écrou de serrage 22 à l'autre extrémité. Dans la partie filetée 21 de la tige 20 est vissé un disque 23 dont la surface adjacente à la cage 18 présente une partie arrondie 24. A l'autre extrémité de la tige 20 un deuxième disque 25 de plus petit diamètre que le disque 24 et présentant un alésage central 26 est traversé par la tige 20, le disque 25 présentant un épaulement 27 contre-lequel vient s'appuyer la partie arrière de l'écrou 22. La surface du disque 25 adjacente à la cage 18 présente comme la surface correspondante du disque 23 une partie arrondie 28. Le pourtour de la cage 18 présente des encoches délimitant respectivement les surfaces 10, 11, 12, 13 et 14, 15, 16, 17. Des fraisages représentés en 30 sont percés obliquement selon l'axe 31 entre le centre de la cage 18 et chacune des surfaces 10, 11, 12 et 13 de manière à déboucher sur ces surfaces 10 à 13. Les fraisages représentés en 30 seront arrêtés avant de traverser completement la cage 18 de manière à former les surfaces d'arrêt 32 qui serviront d'appui à des ressorts 33 exerçant une poussée sur des doigts 34 introduits dans les alésages 30. Les doigts 34 présentent des tetes arrondies 35 sur lesquelles s'appuiera la partie arrondie 28 du disque 25 et des surfaces latérales en biseau 36 parallèles aux surfaces 10, respectivement 11, 12 et 13 de chaque encoche. De la même manière, des fraisages représentés en 37 sont percés obliquement selon l'axe 38 sur l'autre coté de la cage 18, entre le centre et chacune des surfaces 14, 15, 16 et 17 de manière à déboucher sur ces surfaces 14 à 17. Les fraisages représentés en 37 sont arrêtés avant de traverser complètement la cage 18 de manière à former les surfaces d'arrêt 39 qui serviront d'appui à des ressorts 40 exerçant une poussée sur des doigts 41 introduits dans les alésages 37. Les doigts 41 sont identiques aux doigts 34 et présentent des têtes arrondies 42 sur lesquelles s'appuiera la partie arrondie 24 du disque 23 et des surfaces latérales en biseau 43 parallèles aux surfaces 14, respectivement 15, 16 et 17. Le mandrin qui vient d'être décrit est utilisé pour presser huit pièces de profil rectangulaire non représentées dans le dessin dans des encoches correspondantes à l'intérieur d'une plaque de positionnement de configuration circulaire, quatre encoches situées à angle droit l'une par rapport à l'autre étant o plus éloignées que les quatre autres encoches placées à 45 des premières relativement à un centre commun. Pour presser ces huit pièces de profil rectangulaire non représentées, il suffira de faire tourner l'écrou 22 et la tige 20 dans le sens contraire des aiguilles d'une montre pour faire rentrer les surfaces en biseau 36, respectivement 43 dans la cage 18 de manière que ces surfaces soient dans le même plan que les surfaces 10, 11, 12, 13, respec- tivement 14, 15, 16, 17.Le mandrin 1 est alors mis en place, si nécessaire à l'aide d'une tige, contre les huit pièces de profil rectangulaire et l'écrou 22 est tourné dans le sens des aiguilles d'une montre à l'aide d'une clé non représentée. Les disques 23 et 25 se rapprochent de la cage 18 et pressent les doigts 34 et 41 contre l'action des ressorts 33 et 40, ce qui provoque l'avance latérale des surfaces en biseau 36 et 43 qui, a leur tour, mettent sous tension les huit pièces de profil rectangulaire en les pressant contre les encoches de la plaque de positionnement. Le mandrin 1 qui vient d'être décrit permet un certain glissement des doigts sur les surfaces arrondies 24 et 28 des disques 23 et 25 autorisé par les jeux de l'ensemble. Ce glissement permet de compenser des différences de coté entre deux et deux portées à 900. D'autre part, le mandrin décrit en regard des fig. 1 et 2 peut être simplifié et ne proposer par exemple que quatre ou même trois ou deux surfaces de coincement latéral solidaires de quatre, trois ou deux doigts disposés dans les fraisages pratiqués du même côté de la cage. Les surfaces de poussée latérale peuvent encore être disposées d'une manière asymétrique relativement au centre du mandrin. Selon une variante, les surfaces de poussée peuvent avoir une forme géométrique spécifique et adaptées aux pièces qu'elles sont sensées mettre sous tension, par exemple elles peuvent être de forme arrondie si le mandrin est utilisé pour mettre sous tension des pièces de forme circulaire. Le mandrin qui vient d'être décrit est notamment utilisé dans l'industrie nucléaire pour mettre sous tension des barres définissant des chemins de descente de crayons neutrophages à l'intérieur de flasques circulaires avant l'opération de soudage desdites barres contre les flasques. Cette utilisation très particulière n'est cependant pas limitative et le mandrin peut être utilisé dans la mécanique en général, partout où des éléments doivent être mis sous tension depuis l'intérieur contre une pièce polygonale ou circulaire, par exemple pour compenser des retraits après une opération de soudage. La caractéristique principale du mandrin qui vient d'être décrit réside dans le fait qu'il est un appareillage d'expansion permettant de mettre sous tension, à distance avec une clé, et depuis l'intérieur un corps creux selon plusieurs points de contact, le corps creux pouvant être un corps à surfaces courbes ou un corps polygonal de forme régulière ou non Le mandrin peut encore être utilisé comme mandrin de positionnement pour amener en position une pièce à l'intérieur d'un corps creux. Il présentera alors une tige ou un tube de positionnement non représenté qui sera de préférence fixé à un corps central 18. Ce tube ou cette tige pourra être muni de repères non représentés qui permettront un positionnement exact. Pour tenir la pièce et la débloquer après le positionnement, il sera utilisé une tige de serrage engageant l'écrou 22. L'homme du métier comprend que le positionnement qui vient d'être décrit pourra être un positionnement axial et longitudinal (en profondeur). Il suffira de choisir les repères adéquats REVENDICATIONS 1. Mandrin d'expansion et/ou de positionnement permettant de mettre sous tension depuis l'intérieur et à distance un corps creux selon plusieurs points de contact, caractérisé en ce qu'il comprend un corps central muni d'au moins deux fraisages obliques partant du dessus et débouchant sur les surfaces latérales du corps central, des doigts étant introduits dans les fraisages et un disque adjacent au corps central étant appuyé contre la tête des doigts et présentant des moyens de serrage lui permettant d'être rapproché du corps central pour faire sortir les doigts latéralement. 2. Mandrin selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps central présente au moins deux autres fraisages obliques partant du dessous et débouchant sur les surfaces latérales du corps central, des doigts étant introduits dans les fraisages, un second disque étant appuyé contre la tête des doigts et présentant des moyens lui permettant d'être rapproché du corps central pour faire sortir les doigts latéralement. 3. Mandrin selon une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le disque appuyé contre la tête arrondie des doigts présente une surface d'appui arrondie. 4. Mandrin selon une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'extrémité des doigts sortant du corps latéralement est usinée pour correspondre à la forme intérieure de la pièce que le mandrin doit mettre sous tension. 5. Mandrin selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'extrémité des doigts présente une surface plane taillée en biseau correspondant à une configuration polygonale présentant des plans parallèles à l'axe de l'outil. 6. Mandrin selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'extrémité des doigts présente une surface arrondie correspondant à une configuration cylindrique. 7. Mandrin selon - revendication * 2, caractérisé en ce que l'un des disques est traversé par une tige présentant à une de ses extrémités un écrou et à l'autre une partie filetée entrant dans un filetage correspondant de l'autre disque. 8. Mandrin selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens permettant de rapprocher le disque du corps central consistent en une vis-traversant le disque et présentant un écrou de serrage. 9. Mandrin selon une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce qu'il est prévu une tige de serrage pour engager l'écrou et mettre en place le mandrin dans le corps creux à mettre sous tension. 10. Mandrin selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une tige ou un tube de positionnement agencé pour être fixé au corps central. 11. Mandrin selon la revendication 10, caractérisé en ce que la tige ou le tube comprend des repères destinés à permettre un positionnement angulaire et/ou en profondeur.