CH617877A5

CH617877A5 - Expansion and/or positioning chuck

Info

Publication number: CH617877A5
Application number: CH1488177A
Authority: CH
Inventors: A Renonce A Etre Mentionne Inventeur
Original assignee: Leleu Marcel Sa
Priority date: 1977-12-06
Filing date: 1977-12-06
Publication date: 1980-06-30
Also published as: DE2815308A1; GB1603289A; BE866084A

Abstract

The chuck comprises a central body (1) fitted with two sets of four oblique bores starting from the underside (30) or the top side (37) respectively and emerging on the lateral surfaces of the body (1), fingers (34, 41) being inserted in the bores (30, 37) and a disc (23, 25) being pressed against the head of the adjacent fingers on the underside, and on the top side, respectively, of the central body, the two discs having bearing surfaces (24, 28) of rounded configuration and being connected by a threaded clamping rod (20, 21, 22) arranged to allow the discs (23, 25) a lateral clearance with respect to the central body. <IMAGE>

Description

L'invention a pour objet un mandrin d'expansion et/ou de positionnement permettant de mettre sous tension, depuis l'intérieur et à distance, une structure ou un corps creux selon plusieurs points de contact. The subject of the invention is an expansion and / or positioning mandrel making it possible to tension, from the inside and at a distance, a structure or a hollow body according to several contact points.

On connaît une grande variété de types de mandrins d'expansion ou de positionnement. Ces mandrins ne présentent en général pas de possibilité pour rattraper un jeu ou une différence sur un des points à mettre sous tension. Il est à préciser ici qu'il n'y a en général pas de problème de rattrapage de jeu pour des mandrins à trois points, car ceux-ci se mettent automatiquement en place. Mais, pour les mandrins à quatre points et plus, le problème de rattrapage de jeu ou de différence dans les dimensions sur un ou plusieurs des points devient beaucoup plus aigu. A wide variety of types of expansion or positioning mandrels are known. These chucks generally have no possibility of making up for a play or a difference on one of the points to be energized. It should be noted here that there is generally no problem of backlash for three-point chucks, because these are automatically put in place. However, for chucks with four or more points, the problem of backlash or difference in dimensions on one or more of the points becomes much more acute.

L'invention a pour but de remédier à cet inconvénient. Le mandrin selon l'invention est 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, la surface d'appui du disque sur les têtes des doigts présentant une configuration arrondie et les moyens de serrage étant agencés pour laisser au disque un jeu latéral. The invention aims to remedy this drawback. The mandrel according to the invention is characterized in that it comprises a central body provided with at least two oblique millings starting from above and opening onto the lateral surfaces of the central body, fingers being introduced into the millings and a disc adjacent to the central body being pressed against the head of the fingers and having clamping means allowing it to be brought closer to the central body to bring out the fingers laterally, the bearing surface of the disc on the heads of the fingers having a rounded configuration and the means clamping devices being arranged to leave the disc a lateral play.

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 à surface arrondie étant appuyé contre la tête des doigts et présentant également des moyens de serrage agencés pour laisser au disque un jeu latéral. According to a preferred embodiment, the central body has at least two other oblique millings starting from below and opening onto the lateral surfaces of the central body, fingers being introduced into the millings, a second disc with rounded surface being pressed against the head fingers and also having clamping means arranged to leave the disc lateral play.

Le ou les disques appuyés contre la tête des doigts peuvent présenter une configuration arrondie. The disc or discs pressed against the head of the fingers may have a rounded configuration.

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. The ends of the fingers leaving the body laterally can be machined to correspond to the internal shape of the part that the mandrel is to tension.

Les moyens permettant de rapprocher le disque du corps central peuvent consister en une vis traversant le disque et présentant un écrou de serrage. The means for bringing the disc closer to the central body may consist of a screw passing through the disc and having a tightening nut.

Dans le cas où des têtes de doigts émergent du dessus et du dessous du corps central et où 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 consistent en une tige traversant un des disques et présentant, à ime de ses extrémités, un écrou et, à l'autre, une partie filetée entrant dans un filetage correspondant de l'autre disque. In the case where finger heads emerge from above and below the central body and where two clamping discs are placed adjacent to the upper surface and the lower surface of the central body, the means serving to bring the discs closer to the central body consist in a rod crossing one of the discs and having, at ime of its ends, a nut and, at the other, a threaded part entering a corresponding thread of the other disc.

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. On the other hand, a rod is provided for engaging the tightening means and for remotely tightening the mandrel against the part to be energized.

Le dessin représente, à titre d'exemple, un mode d'exécution d'un mandrin expanseur permettant de mettre sous tension, The drawing represents, by way of example, an embodiment of an expander mandrel making it possible to energize,

depuis l'intérieur et à distance, une structure ou un corps creux selon plusieurs points de contact. Dans le dessin : from the inside and from a distance, a structure or a hollow body according to several contact points. In the drawing:

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 II-II de la fig. 1. Le mandrin expanseur 1 des fig. 1 et 2 est un appareillage relativement simple permettant de mettre sous tension, depuis l'intérieur, une pièce ou structure circulaire ou polygonale, et cela selon huit directions représentées dans la fig. 1 par les flèches 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 et 9. Comme il est visible sur la fig. 1, 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. fig. 1 is a top view of the expander mandrel, a circular clamping part being shown partially broken away, and FIG. 2 is a section along line II-II of FIG. 1. The expander mandrel 1 of figs. 1 and 2 is a relatively simple device making it possible to energize, from the inside, a circular or polygonal part or structure, and this in eight directions shown in FIG. 1 by arrows 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 and 9. As can be seen in fig. 1, the energizations are carried out in directions 2, 4, 6 and 8 from the surfaces 10, 11, 12 and 13 and the energizations in the directions 3, 5, 7 and 9 from the surfaces 14, 15, 16 and 17. Consequently, the forces exerted by the surfaces 10 to 13 are applicable on points closer to the center of the tool than the forces exerted by the surfaces 14 to 17. It goes without saying, for the skilled in the art, that the arrangement of the mandrel of Figs. 1 and 2 is not limiting to the example described and that the forces represented by the arrows 2 to 9 can be exerted, for example, from surfaces placed on a circumference or from surfaces placed around the center of the tool in an irregular configuration.

Le mandrin expanseur 1 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 23 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 The expander mandrel 1 comprises a cage 18 having a central bore 19 traversed by a rod 20 having a threaded part 21 at one of its ends and a tightening nut 22 at the other end. In the threaded part 21 of the rod 20 is screwed a disk 23 whose surface adjacent to the cage 18 has a rounded part 24. At the other end of the rod 20 a second disk 25 of smaller diameter than the disk 23 and having a central bore 26 is crossed by the rod 20, the disc 25 having a shoulder 27 against which the part rests

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3

617 877 617,877

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. rear of the nut 22. The surface of the disc 25 adjacent to the cage 18 has, like the corresponding surface of the disc 23, a rounded part 28.

Le pourtour de la cage 18 présente des encoches délimitant respectivement les surfaces 10, 11,12, 13 et 14, 15, 16, 17. 5 The periphery of the cage 18 has notches delimiting the surfaces 10, 11, 12, 13 and 14, 15, 16, 17 respectively. 5

Des alésages 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 alésages représentés en 30 seront arrêtés avant de traverser complètement la cage 18 de manière à former les surfaces d'arrêt 32 10 qui serviront d'appui à des ressorts 33 exerçant une poussée sur des doigts 34 introduits dans les alésages 30. Les doigts présentent des têtes 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. 15 Bores shown in 30 are drilled obliquely along the axis 31 between the center of the cage 18 and each of the surfaces 10, 11, 12 and 13 so as to lead to these surfaces 10 to 13. The bores shown in 30 will be stopped before to pass completely through the cage 18 so as to form the stop surfaces 32 10 which will serve as a support for springs 33 exerting a thrust on the fingers 34 introduced into the bores 30. The fingers have rounded heads 35 on which s will support the rounded part 28 of the disc 25 and the bevelled side surfaces 36 parallel to the surfaces 10, 11, 12 and 13 respectively of each notch. 15

De la même manière, des alésages représentés en 37 sont percés obliquement selon l'axe 38 sur l'autre côté de la cage 18, In the same way, bores represented at 37 are drilled obliquely along the axis 38 on the other side of the 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 alésages représentés 2Q 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 2S arrondie 24 du disque 23 et des surfaces latérales en biseau 43 parallèles aux surfaces 14, respectivement 15, 16 et 17. between the center and each of the surfaces 14, 15, 16 and 17 so as to lead to these surfaces 14 to 17. The bores shown 2Q at 37 are stopped before completely crossing the cage 18 so as to form the stop surfaces 39 which will serve as support for springs 40 exerting a thrust on fingers 41 introduced into the bores 37. The fingers 41 are identical to the fingers 34 and have rounded heads 42 on which the rounded 2S part 24 of the disc 23 will rest and lateral bevel surfaces 43 parallel to surfaces 14, 15, 16 and 17 respectively.

Le mandrin qui vient d'être décrit est utilisé pour presser huit pièces de profil rectangulaire (non représentées dans le dessin) The mandrel which has just been described is used to press eight pieces of rectangular profile (not shown in the drawing)

dans des encoches correspondantes, à l'intérieur d'une plaque de 30 positionnement de configuration circulaire, quatre encoches situées à angle droit l'une par rapport à l'autre étant 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 35 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, respectivement 14, 15, 16,17. Le mandrin 1 est alors mis en place, si nécessaire, à l'aide 40 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'ime 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 sur- 45 faces en biseau 36 et 43 qui, à leur tour, mettent sous tension les huit pièces de profil rectangulaire en les pressant contre les encoches de la plaque de positionnement. in corresponding notches, inside a positioning plate of circular configuration, four notches located at right angles to each other being more distant than the other four notches placed at 45 ° from the first relatively to a common center. To press these eight rectangular profile pieces (not shown), it will suffice to turn the nut 22 and the rod 20 counterclockwise to bring the beveled surfaces 36, 43 respectively into the cage 18 so that these surfaces are in the same plane as the surfaces 10, 11, 12.13, respectively 14, 15, 16.17. The mandrel 1 is then put in place, if necessary, using a rod 40, against the eight pieces of rectangular profile and the nut 22 is turned clockwise using 'ime key (not shown). The discs 23 and 25 approach the cage 18 and press the fingers 34 and 41 against the action of the springs 33 and 40, which causes the lateral advance of the bevelled surfaces 45 and 43 which, in turn , energize the eight rectangular profile pieces by pressing them against the notches on the positioning plate.

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, glissement autorisé par les jeux de l'ensemble. Ce glissement permet de compenser des différences de côté entre deux et deux portées à 90°. The mandrel 1 which has just been described allows a certain sliding of the fingers on the rounded surfaces 24 and 28 of the discs 23 and 25, sliding authorized by the play of the assembly. This sliding compensates for side differences between two and two spans at 90 °.

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. On the other hand, the mandrel described with reference to FIGS. 1 and 2 can be simplified and offer, for example, only four or even three or two lateral wedging surfaces integral with four, three or two fingers arranged in the millings made on the same side of the cage. The lateral pushing surfaces can also be arranged asymmetrically relative to the center of the mandrel.

Selon une variante, les surfaces de poussée peuvent avoir une forme géométrique spécifique et adaptée aux pièces qu'elles sont censées 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. According to a variant, the thrust surfaces can have a specific geometric shape and adapted to the parts that they are supposed to put under tension; for example, they can be rounded in shape if the mandrel is used to tension circular-shaped parts.

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. The mandrel which has just been described is used in particular in the nuclear industry for tensioning bars defining paths for the descent of neutron-rod rods inside circular flanges before the operation of welding said bars against the flanges. This very particular use is however not limiting, and the mandrel can be used in mechanics in general, wherever elements must be tensioned from the inside against a polygonal or circular part, for example to compensate for withdrawals after a welding operation.

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, une structure ou 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. The main characteristic of the mandrel which has just been described lies in the fact that it is an expansion apparatus making it possible to tension, remotely with a key, and from the inside, a structure or a hollow body according to several contact points, the hollow body possibly being a body with curved surfaces or a polygonal body of regular shape or not.

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. The mandrel can also be used as a positioning mandrel to bring a part into position inside a hollow body. It will then have a rod or a positioning tube, not shown, which will preferably be fixed to a central body 18. This tube or this rod may be provided with marks, not shown, which will allow exact positioning. To hold the part and unlock it after positioning, a clamping rod engaging the nut 22 will be used. Those skilled in the art understand that the positioning which has just been described may be axial and longitudinal positioning (in depth) . It will suffice to choose the appropriate benchmarks.

R R

1 feuille dessins 1 sheet of drawings

Claims

617,877

1. Expansion and / or positioning mandrel for tensioning, from the inside and from a distance, a structure according to several contact points, characterized in that it comprises a central body provided with at least two millings obliques starting from the top and opening onto the lateral surfaces of the central body, fingers being inserted into the millings and a disc adjacent to the central body being pressed against the head of the fingers and having clamping means allowing it to be brought closer to the central body for bringing the fingers out laterally, the bearing surface of the disc on the heads of the fingers having a rounded configuration and the clamping means being arranged to leave the disc lateral play.

2. Mandrel according to claim 1, characterized in that the central body has at least two other oblique millings starting from below and opening onto the lateral surfaces of the central body, fingers being introduced into the millings, a second disc with rounded surface being pressed against the head of the fingers and also having clamping means arranged to leave the disc lateral play.

2

3. Chuck according to claim 2, characterized in that the discs having a rounded bearing surface are connected by common clamping means comprising a rod placed with play in a bore passing through the central body.

4. Mandrel according to the file of claims 1 or 2, characterized in that the end of the fingers leaving the body laterally is machined to correspond to the internal shape of the part that the mandrel must put under tension.

5. Mandrel according to claim 4, characterized in that the end of the fingers has a flat surface cut in a bevel corresponding to a polygonal configuration having planes parallel to the axis of the tool.

6. Mandrel according to claim 4, characterized in that the end of the fingers has a rounded surface corresponding to a cylindrical configuration.

7. Chuck according to claim 2, characterized in that the rod passing with clearance the central body has, at one of its ends, a nut serving to support one of the discs it crosses and, at the other, a threaded part entering a corresponding thread of the other disc.

8. Mandrel according to claim 7, characterized in that a clamping rod is provided for engaging the rod nut and placing the mandrel inside the structure to be tensioned.

9. Chuck according to claim 1, characterized in that it comprises a rod or a positioning tube arranged to be fixed to the central body.

10. Chuck according to claim 9, characterized in that the rod or the tube comprises marks intended to allow angular and / or deep positioning.