Brevet FR2642498A1 — publié le 19900803

Procédé de montage de papillon d'étranglement sur un axe fendu. L'invention concerne le montage d'un papillon d'étranglement sur un axe rotatif traversant un conduit et dans lequel est ménagée une fente de réception du papillon. Elle trouve une application particulièrement importante, bien que non exclusive, dans le montage des papillons constituant organe d'étranglement dans les dispositifs d'alimentation en combustible pour moteurs à combustion interne. Les conduits d'admission de tels moteurs compor- tent en règle générale un papillon commandé par le conducteur et permettant de régler le débit de mélange air/combustible fourni au moteur. Beaucoup de carbura- teurs comportent également un second papillon d'étran- glement, constituant un volet de départ, placé dans l'entrée d'air du carburateur et ayant pour fonction d'enrichir le mélange fourni au moteur lors du départ à froid. Quelquefois, le papillon est fixé par des vis sur un méplat prévu sur l'axe. Beaucoup plus souvent, le papillon est placé dans une fente traversant l'axe, et il est maintenu en place par des vis traversant l'axe et le papillon. Le montage du papillon semble à première vue une opération simple. Dans la réalité, il est délicat, nota- mment du fait que le jeu entre le papillon et les parois de la fente doit étre très faible-(quelques centièmes de mm) pour éviter les fuites d'air par ce jeu. Pour intro- duire le papillon, il faut d'abord orienter l'axe de façon que la fente soit parallèle à l'axe du conduit, puis insérer le papillon sur la hauteur requise et enfin faire tourner l'ensemble axe-papillon, en évitant que ce dernier ne glisse dans la fente, jusqu'à la position de fermeture dans laquelle est effectuée la mise en place des vis de fixation. L'insertion du papillon dans la position correcte, puis son maintien pendant la rotation de l'axe ont requis, jusqu'à ce jour, une mise en place manuelle. L'invention vise à fournir un procédé de montage du papillon par mise en oeuvre d'un robot, sans inter- vention manuelle. Pour cela, l'invention propose notamment un procédé de montage suivant lequel, après avoir orienté l'axe de façon que la fente soit parallèle à l'axe du conduit: - on saisit le papillon par un bord à l'aide d'un organe de préhension et on déplace l'organe de préhension suivant un trajet d'insertion radiale du papillon dans la fente jusqu'à sa position définitive par rapport à l'axe, et - on fait tourner l'ensemble constitué par le papillon et par l'axe vers la position d'obturation du conduit par le papillon, en commandant simultanément un moteur d'entraînement de l'axe et une force d'appui sim- ple exercée par l'organe de préhension sur ledit bord de telle façon que les forces de frottement empêchent le glissement du papillon au cours de la rotation de l'axe jusqu'à la position de fermeture du papillon. Ce dernier reste alors dans la position o il a été placé. Dans la pratique, on est généralement amené à commander l'organe de préhension de façon qu'il exerce sur le papillon une force dirigée de façon à repousser le papillon vers sa position de fermeture et à commander le moteur de façon qu'il exerce un couple résistant: en effet, l'inertie des moyens d'entraînement de l'organe de préhension du robot, rendent plus avantageux cette façon de procéder. Le moteur (d'inertie faible) est mieux adapté à exercer un couple résistant cédant sous l'action de l'effort exercé par l'organe de préhension. Dans un mode avantageux de réalisation de l'in- vention, la venue du papillon dans la position pour laquelle la fente est parallèle à l'axe du conduit est commandée ou vérifiée avant insertion. Cette opération peut s'effectuer par rotation de l'axe jusqu'à ce que le flux lumineux reçu par un récepteur aligné avec une source de lumière le long de la direction d'insertion soit maximum. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de la mise en oeuvre de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels: - la figure i montre un corps de papillon, en coupe suivant un plan passant par l'axe du conduit qui y est ménagé, et le trajet suivi par le papillon lors de son insertion et de la rotation de l'axe jusqu'à la po- sition de fermeture; - la figure 2 montre schématiquement, en coupe partielle suivant la ligne II de la figure 1, le corps de papillon et les moyens permettant d'orienter et d'exercer un couple résistant sur l'axe; la figure 3 est un schéma de principe d'un circuit de commande de l'élément de préhension du papil- lon et des moyens destinés à exercer un couple sur l'axe du papillon; - la figure 4, similaire à la figure 1, est un schéma montrant une étape préliminaire d'orientation de l'axe avant insertion du papillon. Le corps de papillon montré en figure 1 a une conception générale classique. Il comporte un bottier 10 de forme tubulaire, généralement ovale. Dans le corps est monté un axe rotatif 14 dans lequel est pratiquée une fente radiale destinée-à recevoir un papillon 16 en forme de disque. Des trous 18 sont prévus pour recevoir des vis de fixation du papillon. Un tel corps de papillon est notamment utili- sable dans un carburateur o il est généralement fixé en aval d'un corps d'alimentation en combustible. Il est également utilisable dans un dispositif d'alimentation à injection, o il est intercalé sur la tubulure. On décrira maintenant les opérations successives qui interviennent au cours du montage du papillon, met- tant en oeuvre un robot ayant un organe de préhension 20 porté par des moyens (non représentés) qui peuvent être classiques, permettant de déplacer l'organe 20 dans deux directions orthogonales x et y (figure 3). On supposera dans ce qui suit que la direction y est parallèle à 1 'axe du conduit 22 ménagé dans le corps et que la di- rection x est orthogonale à y, les deux directions définissant un plan perpendiculaire à l'axe 14. L'élément de préhension 20 doit avoir une forme telle qu'il puisse provoquer les mouvements néces- saires du papillon sans être gêné par le corps 10. Dans ce but, l'organe 20 représenté schématiquement sur les figures 1 et 3 se présente comme un doigt allongé dans la direction y, présentant un prolongement 24 destiné à venir en contact avec une face du papillon 16, sur le bord arrière dans le sens de l'engagement du papillon dans l'axe. Des moyens doivent être prévus pour maintenir le papillon serré contre le prolongement 24. Dans le cas illustré sur la figure 1, ils sont constitués par une tige 26, déplaçable entre une position déployée, o elle applique le papillon contre le prolongement 24, et une position rétractée o elle libère le papillon. La tige 26 peut être commandée par des moyens à pression de fluide ou électromagnétique. Elle constitue, avec le prolongement 24, une pince de serrage du bord du papillon. Comme on l'a indiqué plus haut, la mise en oeuvre du procédé exige un moteur permettant d'exercer un couple sur l'axe 14. Dans le mode de réalisation montré en figure 2, ce moteur 28 est monté sur un socle o est pratiqué un logement 34 de centrage du corps 10. Le moteur comporte un arbre rotatif 30 muni d'un mandrin 32 déplaçable, par des moyens non représentés, entre une position avant o il emprisonne l'extrémité de l'axe 14, lorsque le corps est placé dans le logement, et une po- sition rétractée (en traits mixtes) o il libère cet axe. Avant mise en place d'un papillon, le corps 10 est placé, éventuellement par un robot, dans le logement 34, l'axe 14 étant orienté de façon que la fente soit parallèle à l'axe du conduit 22. Le papillon 16 à insé- rer est placé sur un support 36 prévu pour laisser libre le bord supérieur du papillon. La mise en place s'effec- tue alors comme suit. Par déplacement suivant les direc- tions x et y, l'élément de préhension 20 est amené à la position représentée en tirets sur la figure 3, o la partie terminale du prolongement 24 est contre le bord supérieur du papillon, la tige 26 étant rétractée. Les moyens de commande de la tige 26 sont actionnés et cette dernière vient plaquer le bord supérieur du papillon contre le prolongement 24. L'organe 20 est alors déplacé de façon à dégager le papillon 16 de son support puis à l'amener juste au-dessus de la fente de l'axe 14, dans la position illustrée en traits mixtes et désignée par 16a sur la figure 1. L'organe de préhension 20 est descendu, sui- vant le trajet indiqué par la flèche f0o, pour insérer le papillon sur la hauteur convenable. Les déplacements de l'organe peuvent être commandés par un automate program- mable 38, les déplacements ayant été prévus une fois pour toutes en fonction de la position relative du sup- port 36 et du logement 34 sur le socle. Au cours de cette insertion, le moteur 28 est avantageusement commandé de façon à immobiliser en rotation l'axe 14 dans l'orientation convenable. Une fois le papillon dans la position montrée en traits pleins sur la figure 1, le moteur 28 est alimenté de façon à exercer un couple tendant & faire tourner l'axe 14 dans le sens opposé à la direction R (figure 1) de fermeture du papillon. Le rôle de ce couple est d'exercer une force de coincement du papillon 16 dans la fente. Une fois ce coincement obtenu, la tige 26 est rétractée et l'organe de préhension 20 est déplacé dans la direction de la flèche fl de façon à repousser, par simple appui, le papillon jusqu'à proximité de sa position de fermeture désignée par 16b (figure 1). La force exercée par l'organe de préhension doit être jusque là suffisante pour vaincre le couple résistant exercé par le moteur 28. Le frottement dû au coincement du papillon 16 dans la fente évite tout glissement du papillon. Lorsque ce dernier est arrivé à proximité de la position de fermeture, l'excitation du moteur 28 est inversée et l'axe 14 entraine le papillon Jusqu'à la position de fermeture o il est automatiquement centré. Le couple exercé par le moteur étant faible, il n'y a aucun risque de déformation. Il est alors possible d'enlever l'organe de préhension et d'introduire, à sa place, un tournevis d'insertion et de blocage des vis de verrouillage défi- nitif. Le mandrin 32 est reculé et libère l'axe. Le corps, contenant son papillon, peut être retiré, éven- tuellement à l'aide du robot qui a servi à l'amener, et transféré au poste suivant d'une chaine de montage de carburateurs ou de dispositifs d'injection. La venue du papillon 16b en appui contre le corps peut être détectée de diverses façons notamment par mesure de la force exercée sur l'élément de préhen- sion 26: la venue du papillon en appui se traduit par une augmentation de la force transmise au papillon sans déplacement corrélatif de ce dernier. L'organe de pré- hension 20 est avantageusement monté pour présenter un certain degré de compliance qui favorise une insertion correcte. Le procédé comporte avantageusement une étape préliminaire d'orientation de l'axe 14 pour amener la fente dans la direction d'insertion du papillon. On peut pour cela utiliser un appareil de mesure du genre montré schématiquement sur la figure 4. Cet appareil comprend une source de lumière 40 fournissant un faisceau paral- lèle et un récepteur 42 alignés suivant l'axe du conduit 22. Au cours d'une phase préliminaire, mais alors que le mandrin 32 a déjà été couplé à l'axe 14, on amène la source 40 et le récepteur 42 dans la position de mesure montrée en figure 4. La source est prévue pour fournir un faisceau de lumière parallèle de dimension transver- sale inférieure au diamètre de l'axe 14. A l'aide de l'automate 38, on commande le moteur 28 de façon à faire osciller l'axe 14 jusqu'à ce que le récepteur 42 reçoive un flux de lumière maximum. Un appareil du genre montré en figure 4 permet de plus, si cela est nécessaire, de déterminer la posi- tion exacte de la fente suivant la direction x, en fai- sant osciller l'appareil de mesure suivant cet axe et en calculant le milieu de la zone d'éclairement sensible- ment constant. Cette position peut être mémorisée par l'automate 38 qui commande en conséquence le déplacement de l'organe de préhension 20 selon la direction x. L'invention est susceptible de nombreuses va- riantes de réalisation portant aussi bien sur la séquen- ce d'opérations à effectuer que sur la nature des moyens mis en oeuvre. Par exemple, l'organe de préhension peut comporter, dans la zone du prolongement 24 qui doit s'appliquer contre le papillon, des évidements reliés à volonté à une source de vide pour constituer ventouse. Il doit être entendu que la portée du présent brevet s'étend à de telles variantes ainsi généralement qu'à toutes autres restant dans le cadre des équiva- lences. REVENDICATIONS 1. Procédé de montage d'un papillon d'étrangle- ment (16) sur un axe (14) traversant un conduit et dans lequel est ménagée une fente de réception du papillon, caractérisé en ce que,après avoir orienté l'axe de façon que la fente soit parallèle à l'axe du conduit: on saisit le papillon par un bord à l'aide d'un organe de préhension et on déplace l'organe de pré- hension suivant un trajet d'insertion radial du papil- lon dans la fente jusqu'à sa position définitive par rapport à l'axe, et on fait tourner l'ensemble constitué par le papillon et par l'axe vers la position d'obturation du conduit par le papillon, en commandant simultanément un moteur d'entraînement de l'axe et une force d'appui sim- ple exercée par l'organe de préhension sur ledit bord de telle façon que les forces de frottement empêchent le glissement du papillon au cours de la rotation de l'axe jusqu'à la position de fermeture du papillon. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on exerce une force de poussée à l'aide de l'organe de préhension et un couple résistant à l'aide du moteur (28). 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on saisit le papillon par pincement entre un prolongement (24) de l'organe de préhension (20) et des moyens (26) rétractables. 4. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'on saisit le papillon à l'aide de l'organe de préhension (20) par dépression. 5. Procédé selon une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'on oriente la fente dans un plan passant par l'axe du conduit au cours d'une étape préliminaire. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on oriente l'axe (14) par rotation jusqu'à ce que le flux lumineux, transmis à travers la fented'une source de lumière (40) vers un récepteur (42) aligné avec la source suivant l'axe du conduit,soit maximum.