FR2737538A1 - Noyau mecanique demontable et procedes de mise en oeuvre - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un noyau mécanique démontable (1) comprenant une contre-forme (2) fixée sur un mandrin central (3, 8), les éléments de la contre-forme doivent pouvoir être manipulés à distance et en toute sécurité. Ces éléments (10, 11, ....) de contre-forme sont reliés et fixés sur le mandrin central (3, 8) par des dispositifs (6) d'ancrage à tiges. La présente invention concerne aussi des procédés d'assemblage et de désassemblage dudit noyau. Ce noyau mécanique démontable est utilisé notamment pour le moulage de la cavité intérieure de chargement de propergol solide.
Description
La présente invention se situe dans le domaine des noyaux mécaniques démontables utilisés pour le moulage en contre dépouille de cavités telles que la cavité interne du chargement de propergol solide d'un propulseur.
Un tel propulseur comprend notamment une structure, des protections thermiques, un chargement de propergol solide, un dispositif d'allumage et au moins une tuyère.
La structure est fabriquée soit en métal soit en matériau composite (bobinage de fibres de verre, de Kevl de carbone, etc...), elle comporte à ses deux extrémités des embases sur lesquelles viennent se fixer les outillages de fabrication. La structure est revêtue intérieurement d'une protection thermique.
Le chargement de propergol solide est mis sous une forme géométrique donnée lors de sa fabrication. I1 y a essentiellement deux types de chargements : les chargements libres sous forme de blocs qui sont ensuite disposés et maintenus dans la structure par différents systèmes de calage, et les chargements moulés-collés obtenus par la coulée de la pâte de propergol dans la structure revêtue de sa protection thermique et équipée des outillages de fabrication. Après des travaux de finition la tuyère et le dispositif d'allumage sont fixés sur les embases de la structure.
Le chargement de propergol solide a généralement une cavité interne dont la forme est conçue d'une part pour donner une loi de poussée répondant à un gabarit imposé et d'autre part pour supporter les charges mécaniques de la mission. Ces formes de cavité comprennent un canal central en général cylindrique ou cylindroconique dont les diamètres sont généralement inférieurs au diamètre d'une des embases et, débouchant dans le canal central, des motifs soit axisymétriques en forme de gorges de révolution, soit radiaux en forme d'ailettes ; les dimensions radiales de ces motifs sont supérieures à celles des ouvertures des embases de la structure.Parmi ces différentes formes de cavité, qui finalement caractérisent les chargements nous citerons notamment les formes axisymétriques longitudinales (axil), les formes axisymétriques arriéres (axar), les formes finocyls et finocyls arrières et des formes mixtes : finocyl et axisymétrique (finaxi) dont on trouvera une schématisation dans l'ouvrage de A. DAVENAS "Technologie des propergols solides" - Masson 1989.
La forme de la cavité intérieure du chargement est obtenue, soit par un moulage partiel suivi d'un usinage de finition, soit par un moulage dit intégral qui va donner la forme définitive de la cavité.
Pour réaliser des formes complexes de cavité, notamment lorsque ces formes ont des dimensions radiales supérieures aux ouvertures disponibles dans les embases de la structure, on utilise des noyaux mécaniques démontables. Les dits noyaux mécaniques démontables présentent divers inconvénients quant à leur sécurité d'utilisation : les éléments du noyau ne sont pas manipulables à distance, il y a des frottements important entre les éléments lors du démontage du noyau ; les jeux entre les éléments du noyau provoquent le piégeage de bulles d'air ou la décantation liantcharge lors de la coulée de la pâte de propergol.
La présente invention concerne un noyau mécanique démontable, utilisé pour le moulage de la cavité interne d'un chargement de propergol solide dans une structure, le dit noyau comprenant au moins une contre-forme fixée sur un mandrin central lui même fixé sur au moins une des embases de la structure, ce noyau est caractérisé en ce que la contre-forme comprend des éléments de contreforme fixés sur le dit mandrin central par des dispositifs d'ancrage à tiges. Chaque élément de contreforme comporte au moins une tige d'ancrage et cette tige d'ancrage est axiale. Les tiges d'ancrage sont métalliques, en général de section circulaire adaptée aux contraintes qu'elle doivent subir lors de leurs utilisations. Elles se fixent dans l'élément de contreforme, en général par vissage.Le mandrin central est en général de forme cylindrique circulaire et sert à mouler le canal central de la cavité ; la contre-forme sert à mouler la (ou les) partie radiale de la cavité qui s'étend radialement au delà du canal central. Si la forme de la cavité doit être du type axil ou axar la contre-forme a une forme de révolution. Si la forme de la cavité doit être du type finocyl la contre-forme comporte des ailettes radiales.
Dans une première réalisation les éléments de contre-forme se fixent directement sur la mandrin central, par l'intermédiaire des dispositifs d'ancrage à tiges.
Dans une deuxième réalisation les éléments de contre-forme se fixent sur une douille annulaire, par l'intermédiaire des dispositifs d'ancrage à tiges, la douille annulaire est fixée d'une part à une des embases de la structure et d'autre part sur un axe central, cette douille annulaire et cet axe central formant le mandrin central.
Avantageusement chaque tige d'ancrage des éléments de contre-forme comporte au moins un dispositif de positionnement longitudinal. Avantageusement ce dispositif est un épaulement sur la tige.
Le noyau selon l'invention est tel que les éléments de contre-forme sont séparés par des faces latérales ménageant un interstice entre deux éléments de contreforme consécutifs : donc les éléments de contre-forme ne sont pas jointifs. Préférentiellement l'interstice est de largeur constante.
Avantageusement la largeur de l'interstice est comprise entre 0,6mm et 5mm et préférentiellement elle est d'environ 2mm. Cet interstice évite le piégeage de bulles d'air lors de la coulée de la pâte de propergol, il évite aussi la décantation liant-charge c'est à dire le blocage de grosses particules d'oxydant ou de réducteur et enfin il évite (ou réduit) les risques de frottement entre les éléments de contre-forme lors du retrait des dits éléments.
Dans une première réalisation chaque élément de contre-forme a une face latérale plane et l'autre face latérale comporte des protubérances qui s'appuient sur la face latérale plane de l'élément de contre-forme adjacent. Deux faces de deux éléments de contre-forme en vis à vis sont donc essentiellement parallèles entre elles et aussi parallèles à l'axe du chargement. Les protubérances contribuent, avec la fixation par les dispositifs d'ancrage à tiges, à maintenir constante la largeur de l'interstice. Ces protubérances sont : soit des pièces rapportées qui sont fixées à intervalles réguliers sur une face d'un élément de la contre-forme, par exemple des pions ; soit ces protubérances sont incluses dans la masse de l'élément de contre-forme, par exemple un rebord dentelé ou crénelé sur tout ou partie du pourtour de la face latérale.
Dans une deuxième réalisation de l'invention, alternativement un élément de contre-forme a ses deux faces latérales planes, et l'élément de contre-forme suivant a, sur ses deux faces latérales, des protubérances qui assurent le maintient de l'interstice.
Les protubérances sont des types précédemment décrits.
Dans les interstices entre les différents éléments de la contre-forme vont se créer, lors de la coulée, des voiles de propergol. Ces voiles seront détruits lors du retrait des différents éléments de contre-forme ; les protubérances participent au déchirement et au retrait des voiles de propergol en même temps qu'au retrait des éléments de la contre-forme.
Un premier type de contre-forme comporte au moins un élément de contre-forme dont les faces latérales sont convergentes vers l'extérieur du noyau ; les autres éléments ayant des faces latérales qui convergent vers l'intérieur du noyau. L'élément de contre forme dont les faces latérales sont convergentes vers l'extérieur du noyau est un élément qui constitue une clef pour la contre-forme. L'élément de contre-forme de type clef est mis en place le dernier lors de l'assemblage de la contre-forme et retiré le premier lors du désassemblage de la contre-forme.
Un second type de contre-forme comporte autant d'éléments dont les faces latérales sont convergentes vers l'extérieur du noyau que d'éléments dont les faces latérales sont convergentes vers l'intérieur du noyau, ces deux types d'éléments de contre-forme sont disposés alternativement. Préférentiellement les éléments d'un même type sont identiques. Là encore les éléments dont les faces latérales convergent vers l'extérieur du noyau constituent des clefs pour la contre-forme. Les éléments de contre-forme du type clef sont mis en place les derniers lors de l'assemblage de la contre-forme et retirés les premiers lors du désassemblage de la contreforme.
Un nombre élevé d'éléments de contre-forme permet de réaliser des formes de cavité pénètrant profondement dans le sens radial, dans le chargement ou autorise, a contrario, la diminution du diamètre un canal central du chargement. Les formes des éléments de contre-forme doivent permettrent leur passage par les différentes ouvertures : par au moins une des embases de la structure et par le canal central de la cavité.
La présente invention concerne aussi des procédés d'assemblage et de désassemblage de tels noyaux mécaniques.
Un premier procédé d'assemblage d'un noyau selon la présente invention comprend les étapes suivantes
- on fixe sur une des embases de la structure et à
l'extérieur de celle-ci, un dispositif amovible de
positionnement comportant une pluralité de pièces
d'appui déplaçables transversalement et permettant
de positionner et de maintenir à plusieurs niveaux
les tiges d'ancrage des éléments de contre-forme
ces pièces d'appui coopèrent avec des dispositifs
de positionnement longitudinaux des tiges
d'ancrage,
- les éléments de contre-forme sont introduits et
positionnés dans la structure à l'aide des pièces
d'appui qui tiennent les tiges d'ancrage par
exemple à deux niveaux : en position haute et en
position basse,
- les pièces d'appui en position haute sont
libérées des tiges d'ancrage et déplacées pour
laisser passer le mandrin central dont une
collerette percée s'engage dans les tiges
d'ancrages des éléments de contre-forme,
- les pièces d'appui en position haute reviennent
en place pour maintenir les tiges d'ancrage, les
pièces d'appui en position basse sont libérées des
tiges d'ancrage et déplacées pour laisser descendre
le mandrin central à sa position définitive dans la
structure et le fixer,
- les éléments de contre-forme sont fixés par leurs
tiges d'ancrage sur le mandrin central,
- le dispositif amovible de positionnement est
démonté.
- on fixe sur une des embases de la structure et à
l'extérieur de celle-ci, un dispositif amovible de
positionnement comportant une pluralité de pièces
d'appui déplaçables transversalement et permettant
de positionner et de maintenir à plusieurs niveaux
les tiges d'ancrage des éléments de contre-forme
ces pièces d'appui coopèrent avec des dispositifs
de positionnement longitudinaux des tiges
d'ancrage,
- les éléments de contre-forme sont introduits et
positionnés dans la structure à l'aide des pièces
d'appui qui tiennent les tiges d'ancrage par
exemple à deux niveaux : en position haute et en
position basse,
- les pièces d'appui en position haute sont
libérées des tiges d'ancrage et déplacées pour
laisser passer le mandrin central dont une
collerette percée s'engage dans les tiges
d'ancrages des éléments de contre-forme,
- les pièces d'appui en position haute reviennent
en place pour maintenir les tiges d'ancrage, les
pièces d'appui en position basse sont libérées des
tiges d'ancrage et déplacées pour laisser descendre
le mandrin central à sa position définitive dans la
structure et le fixer,
- les éléments de contre-forme sont fixés par leurs
tiges d'ancrage sur le mandrin central,
- le dispositif amovible de positionnement est
démonté.
La structure avec le noyau démontable ainsi assemblé et en place, est prête pour la coulée puis la cuisson du propergol.
Un second procédé d'assemblage, dans la structure vide d'un propulseur,d'un noyau selon la présente invention comprend les étapes suivantes
- on fixe, soit directement soit par une pièce
intermédiaire, une douille annulaire sur une des
embases de la structure,
- on introduit les éléments de contre-forme dans la
structure par l'ouverture de ladite douille
annulaire, ces éléments de contre-forme sont
manipulés par leurs tiges d'ancrage,
- on positionne ces éléments dans la structure pour
réaliser la contre-forme et on les fixe à la
douille annulaire par leurs tiges d'ancrage,
- on met en place l'axe central dans la structure
et on le fixe sur la douille annulaire.
- on fixe, soit directement soit par une pièce
intermédiaire, une douille annulaire sur une des
embases de la structure,
- on introduit les éléments de contre-forme dans la
structure par l'ouverture de ladite douille
annulaire, ces éléments de contre-forme sont
manipulés par leurs tiges d'ancrage,
- on positionne ces éléments dans la structure pour
réaliser la contre-forme et on les fixe à la
douille annulaire par leurs tiges d'ancrage,
- on met en place l'axe central dans la structure
et on le fixe sur la douille annulaire.
Le premier procédé d'assemblage est de mise en oeuvre plus délicate que le procédé utilisant la douille annulaire, mais il autorise des formes de cavité pénétrant plus profondément, suivant une direction radiale, dans le chargement, car le dispositif amovible de positionnement permet d'utiliser toute l'ouverture de l'embase.
Le procédé de désassemblage, après la coulée et la cuisson du propergol, d'un noyau suivant l'invention comprend les étapes suivantes
- on désolidarise les tiges d'ancrage du mandrin
central, puis le mandrin central de la structure,
- le mandrin central est retiré par un mouvement de
translation axiale,
- chaque élément de contre-forme subit dans une
direction radiale, un effort limité, pour décoller
le dit élément du propergol et déchirer les voiles
de propergol formés dans les interstices,
- l'élément de contre-forme est amené par
translation radiale dans le canal central du
chargement,
- puis une translation axiale permet de retirer
ledit élément du canal central.
- on désolidarise les tiges d'ancrage du mandrin
central, puis le mandrin central de la structure,
- le mandrin central est retiré par un mouvement de
translation axiale,
- chaque élément de contre-forme subit dans une
direction radiale, un effort limité, pour décoller
le dit élément du propergol et déchirer les voiles
de propergol formés dans les interstices,
- l'élément de contre-forme est amené par
translation radiale dans le canal central du
chargement,
- puis une translation axiale permet de retirer
ledit élément du canal central.
Ces trois dernières étapes se font en commençant par le ou les éléments de contre-forme jouant le rôle de clef, les autres éléments sont rétirés ensuite.
Le présente invention est décrite plus en détail à l'aide des figures suivantes
- la figure 1, qui représente deux éléments de
contre-forme consécutifs,
- les figures 2 et 3 qui représentent des vues de
dessus de contre-formes assemblées,
- les figures 4 et 5 qui représentent deux exemples
de noyaux démontables selon l'invention,
- la figure 6 qui représente une vue de détail de
la fixation d'un élément de contre-forme sur un
mandrin central,
- les figures 7 et 8 qui représentent des vues pour
commenter le procédé de désassemblage d'un noyau
démontable selon l'invention.
- la figure 1, qui représente deux éléments de
contre-forme consécutifs,
- les figures 2 et 3 qui représentent des vues de
dessus de contre-formes assemblées,
- les figures 4 et 5 qui représentent deux exemples
de noyaux démontables selon l'invention,
- la figure 6 qui représente une vue de détail de
la fixation d'un élément de contre-forme sur un
mandrin central,
- les figures 7 et 8 qui représentent des vues pour
commenter le procédé de désassemblage d'un noyau
démontable selon l'invention.
La figure 1 représente, en perspective, deux éléments de contre-forme consécutifs d'un noyau démontable selon l'invention. Le présent noyau doit servir à mettre en forme la cavité d'un chargement de propergol comportant deux gorges de révolution débouchant dans un canal central cylindrique.
La figure i.a représente un élément de contre-forme 10 du type clef. Le repère 101 désigne l'alésage fileté dans lequel vient se monter la tige d'ancrage qui sert à fixer ledit élément de contre-forme sur le mandrin central. La face concave 105 de l'élément de contreforme 10 vient en vis à vis du mandrin central du noyau.
Les faces latérales 102 et 103 sont essentiellement planes, elles présentent des protubérances périphé riques : dans le présent exemple un rebord crénelé 104 sur le pourtour extérieur de chaque face latérale.
La figure lb représente une vue partielle d'un élément de contre-forme 11 immédiatement voisin de l'élément de contre-forme 10 précédemment décrit.
L'alésage 111 est équivalent à l'alésage 101. Pour cet élément de contre-forme les faces latérales 112 et 113 sont planes et comportent des trous filetés 114 dont la fonction sera expliquée par la suite. La face concave 115 vient en vis à vis du mandrin central.
Lorsque ces éléments 10 et 11 de contre-forme sont assemblés pour réaliser la contre-forme puis fixés à leur support, le rebord crénelé 104 de l'élément de contre-forme 10 vient en appui sur la face plane 112 de l'élément de contre-forme 11 : ce rebord crénelé 104 assure le maintien de la largeur constante de l'interstice entre les deux éléments de contre-forme.
Pendant la coulée du propergol cet interstice va se remplir de propergol, la hauteur des crénaux du rebord 104 permet de réaliser la coulée sans piégeage de bulles d'air ni décantation de la pâte du propergol. Après la cuisson du propergol, les voiles des interstices sont reliés à la masse du chargement par des portions affaiblies délimitées par le rebord crénelé 104. Le rebord crénelé tel que 104 lors du mouvement de translation transversale pour retirer un élément de contre-forme 10 va déchirer les portions affaiblies et permettre l'entrainement du voile de propergol avec l'élément de contre-forme.
Les éléments de contre-forme, en général métallique, sont recouverts d'un revêtement antiadhésif : par exemple une couche pelliculaire de téflon : ce revêtement empêche un fort collage du propergol sur le noyau, et il est refait après quelques utilisations. Toutefois cette couche pelliculaire peut être insuffisamment isolante en cas de frottement d'un élément de contre-forme sur l'autre notamment aux niveaux des faces latérales. Le problème est alors résolu par des plaques d'anti-adhésif (par exemple 20 dans la figure l.c) qui viennent se fixer sur les faces planes 112 et 113 par des vis fixées dans les trous filetés 114 : ces plaques augmentent l'épaisseur d'antiadhésif sur les faces susceptibles de frotter l'une contre l'autre.
La figure 2 représente, en vue de dessus, les éléments assemblés d'une contre-forme ; pour la clarté du dessin aucune autre pièce du noyau démontable n'est représentée. Dans cet exemple la contre-forme 2 comporte un seul élément de contre-forme 10 du type clef c'est à dire un élément de contre-forme dont les faces latérales planes convergent vers l'extérieur de la contre-forme.
Tous les autres éléments de contre-forme 11,12,... ont, chacun, leurs faces latérales planes qui convergent vers l'intérieur de la contre-forme. En 101, 111,... pour chaque élément de contre-forme, se trouve un alésage fileté dans lequel vient se monter une tige d'ancrage pour l'élément de contre-forme. Pour la simplicité de la figure les insterstices entre les éléments de contreforme sont représentés par des traits parallèles sans représenter les protubérances qui maintiennent l'écart entre les faces planes.
La figure 3 représente avec les mêmes conventions une autre contre-forme 2, partiellement assemblée. Cette contre-forme comporte des éléments 10 et 11 identiques deux à deux et disposés en alternance. Un élément de contre-forme 10, du type clef, est représenté partiellement engagé entre deux éléments de contre-forme 11 et dans l'espace central de la contre-forme qui correspond au canal central du chargement. Dans cet exemple, chaque élément de contre-forme possède un plan de symétrie et ses formes étant identiques deux à deux ceci peut être intéressant pour leur fabrication.
La figure 4 comporte deux demi-vues schématiques, en coupe longitudinale, d'un premier exemple de noyau démontable selon l'invention. Dans cet exemple le noyau comprend essentiellement deux parties : un mandrin central pour mouler le canal central de la cavité du chargement et une contre-forme pour mouler un seul motif en forme de gorge s'étendant radialement dans le chargement et débouchant dans ledit canal.
Sur la demi-vue de gauche on a un noyau démontable 1 entièrement assemblé sur une structure 30 vide c'està-dire sans propergol. Les éléments de la contre-forme 2 sont fixés par leurs dispositifs d'ancrage à tiges 6 sur un mandrin central 3 et plus précisément sur une douille annulaire 5. La contre-forme 2 est simplement représentée par son profil un trait mixte. Cette douille annulaire 5 est fixée sur une pièce de guidage 32, ellemême fixée sur une des embases 31 de la structure 30. Un axe central 4 est fixé dans la douille annulaire 5, cet axe central sert ici à mouler la cavité centrale du chargement. Ces différentes pièces sont assemblées par des moyens de fixation et d'étanchéités non représentés en détail sur ces figures.
Sur l'embase 31 de la structure 30 on fixe la pièce de guidage 32 puis la douille annulaire 5. Les éléments de contre-forme sont introduits et mis en place un à un par l'ouverture de la douille annulaire 5. Ces éléments de contre-forme sont tenus et manipulés à l'aide de dispositifs à sabot qui laissent libres les tiges d'ancrage. Par des déplacements appropriés les tiges d'ancrage sont introduites dans les alésages prévus pour les recevoir dans la douille annulaire, les éléments de contre-forme sont alors fixés sur la douille annulaire et constituent la contre-forme 2. Le noyau est complété par la mise en place et la fixation d'un axe central 4.
Sur le demi-vue de droite on a représenté le chargement après la coulée et la cuisson du propergol P.
La coulée du propergol P est faite de façon connue, par exemple par l'orifice de la pièce de guidage 34 montée sur l'embase 33. Bien sûr pour cette coulée le propulseur a été retourné de façon que l'embase 33 soit en position haute. Après coulée le chargement a été fermé par le poinçon 35 pour réaliser le canal débouchant du chargement.
Il est évident, que sans sortir du cadre de l'invention la coulée du propergol peut être faite du côté de l'embase 31. Des orifices de coulée seront aménagés par exemple dans la douille annulaire 5 pour permettre un remplissage correct de l'intérieur de la structure 30.
La figure 5 comporte deux demi-vues schématiques en coupe longitudinale d'un noyau démontable selon l'invention. Par rapport à l'exemple précédent de la figure 4 les différences sont dans l'utilisation d'un mandrin central 8 en une seule partie, et surtout, dans l'utilisation d'un dispositif amovible de positionnement 50 pour mettre en place les éléments de contre-forme dans la structure et les fixer sur le mandrin central 8.
Sur la demi-vue de gauche, le noyau 1 est représenté en cours d'assemblage. Le dispositif amovible de positionnement 50 est ici fixé sur une pièce intermédiaire de guidage 32. Ledit dispositif 50 est une sorte de "cage d'écureuil" comportant des montants verticaux, tel le montant 51, fixés sur deux couronnes situées aux extrémités. Chaque montant 51 correspond à une tige d'ancrage d'un élément de contre-forme etcomporte deux pièces d'appui 52 et 53 déplaçables tranversalement et permettant de positionner et de maintenir à deux niveaux différents les tiges d'ancrage 6 ou leurs rallonges 7. Ces pièces d'appui ont une extrémité en forme de fourche qui maintient la tige d'ancrage en prenant appui sur un épaulement 61 qui constitue dans le présent exemple un dispositif de positionnement longitudinal de l'élément de contreforme.Lorsque tous les éléments de contre-forme sont assemblés dans la structure par le dispositif 50 pour constituer la contre-forme 2 représentée par son contour ; les pièces d'appui en position haute 52 sont libérées des tiges d'ancrage et reculées pour pouvoir engager les alésages du mandrin central 8 dans les tiges d'ancrage 6 ou leurs rallonges 7. Le mandrin central est alors descendu jusqu'à une position intermédiaire (celle de la présente figure) ; les pièces d'appui en position haute 52 sont remises en position de maintien des tiges d'ancrage, et les pièces d'appui en position basse 53 sont libérées des tiges d'ancrage et reculées, le mandrin central 8 est descendu à sa position finale et fixé sur la pièce de guidage 32. Les éléments de contreforme sont fixés sur le mandrin central 3. Les pièces d'appui, telles que 52 et 53 sont libérées, le dispositif amovible de positionnement 50 est démonté de même que les rallonges 7 des tiges d'ancrage 6 : la structure est alors prête pour la coulée du propergol.
La demi-vue de droite représente le propulseur après la coulée et la cuisson du propergol P. Les commentaires sont les mêmes que pour la demi-vue correspondante de la figure 4.
La figure 6 représente une vue de détail de la fixation d'un élément de contre-forme, tel que 10, sur le mandrin central 3. On trouve en 30 la structure du propulseur au voisinage d'une embase 31 et de la pièce de guidage 32 vues partiellement, ainsi qu'une partie de la protection thermique 301. La tige d'ancrage 6 fixée par son extrémité 63 dans l'alésage fileté de l'élément de contre-forme 10. La tige d'ancrage est engagée dans l'alésage 302 du mandrin central 3. Un dispositif 62 réalise l'étanchéité entre l'alésage 302 et la tige d'ancrage 6 : cette étanchéité a pour but d'éviter les remontées de pâte de propergol dans l'alésage 302. Entre la contre-forme 2 et le mandrin central 3 ou plus précisément entre la face concave 105 de chaque élément de contre-forme et le mandrin central central 3 il y a un interstice, comme entre les faces latérales des éléments de contre-forme.Cet interstice peut-être maintenu par des protubérances sur la dite face concave, par exemples des picots rapportés 201 fixés sur l'élément de contre-forme.
La figure 7 représente, en coupe longitudinale un dispositif 70 pour extraire les éléments de la contreforme après la cuisson du propergol et le démontage du mandrin central.
La figure 8 représente vue de dessus une coupe
VIII-VIII de ce même dispositif avec un seul élément 11 de contre-forme représenté en place.
VIII-VIII de ce même dispositif avec un seul élément 11 de contre-forme représenté en place.
Le dispositif extracteur des éléments de contreforme comprend essentiellement
- un bras vertical mobile 71 engagé dans le canal
central du chargement,
- vers l'extrémité inférieure de ce bras, un
dispositif de transmission 73 (par exemple par
roues et vis sans fin) qui entraîne un coulisseau
mobile 72 dans un déplacement transversal,
- ce coulisseau mobile 72 coopère avec le tenon 74,
en forme de T, d'une pièce de guidage 75 engagée
sur la tige d'ancrage 6 de l'élément 11 de contre
forme à retirer.
- un bras vertical mobile 71 engagé dans le canal
central du chargement,
- vers l'extrémité inférieure de ce bras, un
dispositif de transmission 73 (par exemple par
roues et vis sans fin) qui entraîne un coulisseau
mobile 72 dans un déplacement transversal,
- ce coulisseau mobile 72 coopère avec le tenon 74,
en forme de T, d'une pièce de guidage 75 engagée
sur la tige d'ancrage 6 de l'élément 11 de contre
forme à retirer.
La translation transversale vers l'axe du coulisseau 72 décolle l'élément de contre-forme 11 du chargement (malgré le traitement anti-adhésif de la surface de l'élément de contre-forme il reste un petit effet de collage) et amène ledit élément hors de la cavité radiale dans le canal central du chargement.
L'élément de contre-forme vient en appui sur un rebord 76 de l'extrémité du bras 71. Par translation verticale vers le haut du dispositif 70, l'élément 11 de contreforme est retiré de l'intérieur du chargement. La même opération est effectuée pour chaque élément de contreforme. Le cercle, en trait mixte 77, représente le canal du chargement au niveau du plan de coupe.
Claims (13)
1. Noyau mécanique démontable (1), utilisé notamment pour le moulage de la cavité interne d'un chargement de propergol solide (P) dans une structure (30), ledit noyau comprenant au moins une contre-forme (2) fixée sur un mandrin central (3,8), lui même fixé sur au moins une des embases (31) de la structure (30) caractérisé en ce que la contre-forme (2) comprend des éléments de contreforme (10, 11, 12,...) reliés au mandrin central (3,8)par des dispositifs d'ancrage à tiges(6).
2. Noyau (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que les dispositifs d'ancrage à tiges (6) se fixent directement sur le mandrin central (8).
3. Noyau (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que les dispositifs d'ancrage à tiges (6) se fixent sur une douille annulaire (5) fixée d'une part sur une des embases (31) de la structure (30) et d'autre part sur un axe central (4), cette douille et cet axe formant le mandrin central (3).
4. Noyau (1) selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que chaque tige d'ancrage (6) comporte au moins un dispositif de positionnement (61) longitudinal.
5. Noyau (1) selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les éléments (10,11) de contreforme (2) sont séparés par des faces latérales (103,112,...) ménageant un interstice entre deux éléments de contre-forme consécutifs.
6. Noyau (1) selon la revendication 5 caractérisé en ce que la largeur de l'interstice est comprise entre 0,6mm et 5mm.
7. Noyau (1) selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce chaque élément de contre-forme a une face latérale plane et l'autre face latérale comporte des protubérances qui s'appuient sur la face latérale plane de l'élément adjacent.
8. Noyau (1) selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que, alternativement, un élément (11) de contre-forme a ses deux faces latérales planes (112,113) et que l'élément (10) de contre-forme suivant a des protubérances (104) sur ses deux faces latérales (102,103).
9. Noyau (1) selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que la contre-forme comporte au moins un élément de contre-forme (10) dont les faces latérales sont convergentes vers l'extérieur du noyau, les autres éléments (11) ayant des faces latérales qui convergent vers l'intérieur du noyau.
10. Noyau (1) selon la revendication 9 caractérisé en ce que la contre-forme (2) comporte autant d'éléments de contre-forme dont les faces latérales sont convergentes vers l'extérieur du noyau que d'éléments de contre-forme dont les faces latérales sont convergentes vers l'extérieur du noyau et que ces deux types d'éléments de contre-forme sont disposés alternativement.
11. Procédé d'assemblage d'un noyau (1) selon l'une revendications précédents caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes
- on fixe sur une des embases (31) de la structure
(30) et à l'extérieur de celle-ci un dispositif
amovible de positionnement (50) comportant une
pluralité de pièces d'appui (52,53) déplaçables
transversalement et permettant de positionner et de
maintenir à plusieurs niveaux les tiges d'ancrages
(6) des éléments de la contre-forme (2),
- on introduit dans la structure et on y
positionne, à l'aide des dites pièces d'appui
(52,53) qui tiennent les tiges d'ancrage les
éléments de contre-forme en position haute et
position basse,
- les pièces d'appui (52) en position haute sont
libérées pour laisser passer le mandrin central
(3,8) dont une collerette s'engage dans les tiges
d'ancrage (6) des éléments de contre-forme,
- les pièces d'appui (52) en position haute sont
refixées sur les tiges d'ancrage, les pièces
d'appui en position basse (53) sont libérées pour
laisser descendre le mandrin central (3,8) à sa
position définitive et le fixer,
- les éléments de contre-forme (10,11) sont fixés
par leurs tiges d'ancrage sur le mandrin central
(3,8),
- le dispositif amovible de positionnement (50) est
démonté.
12. Procédé d'assemblage d'un noyau (1) selon la revendication 1 ou 3 caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes
- on fixe une douille annulaire (5) sur une des
embases (31) de la structure (30),
- on introduit les éléments de contre-forme
(10,11,...) dans la structure par l'ouverture de la
douille annulaire(5),
- on positionne ces éléments de contre-forme
(10,11,...) dans la structure (30) et on les fixe à
la douille annulaire (5) par leurs tiges d'ancrage,
- on met en place l'axe central (4) dans la
structure et on le fixe sur la douille annulaire
(5).
13. Procédé de désassemblage d'un noyau (1) selon l'une
des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il
comprend les étapes suivantes.
par une translation axiale.
- l'élément de contre-forme est retiré dudit canal
central du chargement par une translation radiale,
- l'élément de contre-forme est amené dans le canal
propergol par un effort radial limité,
- chaque élément de contre-forme est décollé du
central (3,8),
- on retire par une translation axiale le mandrin
de la structure (30),
mandrin central (3,8) et le mandrin central (3,8)
- on désolidarise les tiges d'ancrage (6) du
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