Brevet FR2639271A1 — publié le 19900525

UNITE AUTOMATIQUE DE DISTRIBUTION ET DE POSE DE SEGMENTS NOTAMMENT COMPOSITES SUR DES PISTONS DE MOTEURS La présente invention se rapporte à une unité automatique de dis- tribution et de pose de segments notamment composites sur des pistons de moteurs à combustion interne présentis par un robot sur cette unité. La demanderesse a déjà étudié et réalisé des machines automati- ques semblables qui utilisent des ogives sur lesquelles sont em- pilés des segments d'étanchéité simples. Bien que ces machines puissent tenir compte des variantes de mo- teurs, de pistons et de segments, elles ne conviennent pas à la distribution et à la pose de segments composites tels qu'un seg- ment racleur constitué de deux anneaux plats et minces, séparés par un expandeur élastique. L'invention a donc pour but de remédier à cet inconvénient, de la manière la plus simple possible. A cet effet, elle a pour objet une unité automatique de distribu- tion et de pose de segments notamment composites, sur des pis- tons de moteur à combustion interne, du type intégrée dans une ligne d'assemblage robotisée, et pourvue de moyens automatiques de préhension des pistons, de détection du type de pistons pré- levés, d'initialisation et de référencement en hauteur des gor- ges des pistons sur les ogives d'empilement de segments, de sélec- tion et de présentation des ogives. Suivant une particularité essentielle, cette unité comprend un premier dispositif de séparation d'expandeurs élastiques cou- ramment dénommés "segments U-flex" qui est constitué par deux paires de rampes hélicoïdales à sens d'enroulement contraires, entraînées simultanément par une couronne dentée, et par un - 2 - mécanisme à échappement commande par un vérin susceptible de faire effectuer à cette couronne, la portion de tour correspon- dant à un tour de rampe hélicoïdale. Cette disposition permet une séparation efficace de ces expan- deurs pour la pose de segments composites sur les pistons. Suivant une autre particularité, cette unité comporte un dispo- sitif de mise en place automatique de segments ouverts expansés au passage sur une ogive correspondante, qui est constitué essen- tiellement par une pluralité de doigts en matériau élastomère et à configuration de corolle inversée. Ce dispositif permet très simplement de prélever les segments au travers du tiroir d'amenage et d'en assurer l'expansion sur la longueur de l'ogive réceptrice. D'autres particularités et avantages de l'invention ressorti- ront plus clairement à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation pr9f9ri, donné à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexes dans lesquels: - la figure 1 représente un exemple de montage d'un segment ra- cleur composite et de deux segments d'étanchéité conventionnels sur un piston, - la figure 2 représente une vue de face de l'unité conforme à l'invention, - la figure 3 représente une vue de dessus de cette unité, les figures 4 et 5 représentent des vues de détail en coupe axiale du dispositif de séparation d'expandeurs Elastiques, - les figures 6, 7 et 8 représentent des vues de détail -3- montrant un doigt accessoire au dispositif de séparation il- lustré sur les figures 4 et 5, - la figure 9 représente une vue partielle de côté de l'uni- té illustrée à la figure 2. La figure I montre un segment composite racleur 1 qui comporte une partie élastique intermédiaire la, appelle expandeur, tenue entre deux anneaux plats minces lb et lc, ainsi qu'un segment d'étanchéité 2 et un segment coup de feu 3. L'unité automatique de distribution et de pose de segments il- lustrée à la figure 2 est intégrée dans une ligne d'assemblage comportant plusieurs sites robotisés suivant les cadences recher- chies, chaque site, comprenant: - une machine de distribution unitaire de segments capable de détromper les différents types de segments, d'approvisionner en continu le site, et d'assurer le changement de type de segment, - un robot ayant pour fonctions de saisir un à un les pis- tons, de les déposer sur un poste d'initialisation, et de les reprendre pour les présenter successivement dans l'alésage des ogives de mise en place des segments en fournissant une posi- tion en hauteur précise de la gorge dans laquelle est déposé le segment correspondant, à partir de chacune de ces ogives. Les segments arrivent préalablement empilés dans des magasins 4 orientés suivant les fentes. Ils sont séparés au moyen d'un dispositif spécifique de sépara- tion 6 illustré sur les figures 2 à 8 dans le cas des expan- deurs la couramment désignés "segments U-flex", ou par l'intermé- diaire d'un tiroir 8 dans le cas des anneaux minces lb et lc. -4 - Ces segments sont amenFs par ce tiroir automatique 8 sous une ogive d'expansion 10 (figures 2 et 9). Un dispositif annexe 12 pourvu d'un vérin porte un ensemble de six doigts 14 en matériau élastomère tel que le polyurfthane. La disposition de ces doigts en corolle inversée permet, d'une part, de prélever le segment au travers du tiroir 8 et, d'autre part, d'en assurer, grace à l'élasticité de ce matériau, l'expan- sion sur toute la longueur de l'ogive 10 (figure 2). Un piston 16 à équiper de segments est saisi par une pince 18 à quatre doigts 20 se déplaçant parallèlement deux à deux. Puis, il est déposé sur une surface de référence o il est ressaisi par cette pince à un niveau connu (figure 2). Cette opération a pour but de placer les gorges 22 devant rece- voir les segments à une cote connue. Le piston 16 est alors transféré au-dessus de l'ogive 10 dans laquelle il descend jusqu'au niveau de pose du segment correspon- dant. En fin d'expansion, le dispositif 12 de mise en place automati- que de segments vient assurer une mise en butée du segment contre un plafond de reconformage 24, et garantit le lâcher de ce segment en extrémité d'ogive. Le piston 16 est alors dégagé de l'ogive, avec le segment monté (figure 2). Comme le montrent les figures 3, 4 et 5, le dispositif de sépara- tion des expandeurs la comprend deux paires de rampes hélicol- dales à sens d'enroulement contraires (deux à droite 26, 27 et deux à gauche 28, 29) qui sont entraînées simultanément par une couronne dentée 30. Il incorpore aussi un mécanisme à échappement 32 commandé par 263927 1 un vérin 34 qui fait effectuer à cette couronne dentie la portion de tour correspondant à un tour de rampe hélicoïdale. Durant cette manoeuvre, l'expandeur la a été pris dans la rampe et a donc avancé d'un pas d'hélice. Deux hélices sont opposées en sens aux deux autres pour équilibrer les efforts de frottement produits entre lesdites rampes et l'expandeur dont la rotation n'est pas souhaitée. La sortie des rampes hélico!dales correspond à l'extrémité du magasin 4 (maintien par l'intérieur de l'expandeur). L'expandeur la vient ensuite se loger dans une empreinte 36 ménagée dans le tiroir d'amenage automatique 8 (figure 2). Pour assurer la continuité de l'orientation de l'expandeur, un doigt 38 maintient celui-ci au cours du transport sous l'ogive o il est escamoté par un couteau 40. Il est rappelé dans sa position initiale par deux ressorts 42 (figures 6, 7 et 8). Le cycle de fonctionnement se poursuit alors comme explique précédemment. - 6- REVENDI CATIONS 1. Unité automatique de distribution et de pose de segments notam- ment composites, sur des pistons de moteurs à combustion inter- ne, du type intégrée dans une ligne d'assemblage robotisée, et pourvue de moyens automatiques de préhension des pistons, de détec- tion du type de pistons prélevés, d'initialisation et de référence- ment en hauteur des gorges des pistons sur les ogives d'empile- ment de segments, de sélection et de présentation des ogives, caractérisée en ce qu'elle comprend un premier dispositif de sépa- ration d'expandeurs élastiques (la) couramment dénommés "seg- ments U-flex", qui est constitué par deux paires de rampes hilicol- dales (26, 27) et (28, 29) à sens d'enroulement contraires, en- trainées simultanément par une couronne dentée (30), et par un mécanisme à échappement (32) commandé par un vérin (34) suscep- tible de faire effectuer à cette couronne, la portion de tour correspondant i un tour de rampe bhélicoïdale. 2. Unité suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'elle comprend un second dispositif de sgparation de segments plats tels que des anneaux minces (lb, lc) qui est constitué par un tiroir automatique d'amenage (8). 3. Unité suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un doigt (38) maintient l'expandeur (la) pendant le trans- port sous l'ogive (10) o il est escamoté par un couteau (40), en étant rappelé dans sa position initiale par deux res- sorts (42). 4. Unité suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce qu'elle comporte un dispositif (12) de mise en place automatique de segments ouverts expansés au passage sur l'ogive correspondante (10), qui est constitué essentielle- ment par une pluralité de doigts (14) en matériau élastomère et à configuration de corolle inversée. -7- 5. Unité suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'une pince (18) i quatre doigts (20) se déplaçant parallèlement deux à deux permet de saisir le piston (16) et de le déposer sur une surface de référence. 6. Unité suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un plafond de reconformage (24) équipe le dispositif (12) de mise en place automatique de segments pour qu'en fin d'expansion, le lâcher du segment en extrémité d'ogive soit assuré.