Brevet FR2671302A1 — publié le 19920710

Dispositif d'insertion d'une pièce cylindrique dans un orifice sans chanfrein, et procédé d'insertion mis en oeuvre par un tel dispositif. La présente invention concerne un dispositif d'insertion d'une pièce cylindrique dans un orifice d'un organe mécanique, et également un procédé d'insertion mis en oeuvre par un tel dispositif. La pièce cylindrique peut avoir une section quelconque (circulaire, carrée, hexagonale, etc), tandis que l'orifice peut aussi avoir une section quelconque mais bien entendu compatible avec la section de la pièce cylindrique, car cette pièce est guidée dans l'orifice. Une solution connue consiste à pratiquer des chanfreins sur la partie inférieure de la pièce cylindrique ou sur la partie supérieure de l'orifice. Mais cela n'est pas toujours possible, notamment dans un moteur à combustion interne En effet, la pièce cylindrique à introduire (qui est dans ce cas un piston) ne comporte pas de chanfrein en partie basse de sa jupe, et l'orifice (qui est dans ce cas uni alésage du bloc-moteur) ne comporte pas de chanfrein en partie haute, c'est-à-dire sensiblement au niveau du joint de culasse. Pour permettre néanmoins une introduction d'un piston dans un alésage d'un bloc-moteur, sur une installation robotisée, de nombreuses solutions ont été appliquées telles que, par exemple, l'utilisation de systèmes de vision, de systèmes de retour d'effort, etc. Mais toutes ces solutions font appel à des techniques sophistiquées dont la mise en oeuvre industrielle est lourde et rendue délicate par l'utilisation excessive de capteurs et de dispositifs d'asservissement associés. La présente invention a pour but de permettre l'introduction aisée d'une pièce cylindrique dans un orifice, à l'aide d'une solution purement mécanique et simple à mettre en oeuvre. La présente invention a pour objet un dispositif d'insertion d'une pièce cylindrique dans un orifice pratiqué dans un organe mécanique. Selon l'invention, ce dispositif comprend: un corps mobile capable d'être posé sur une surface de l'organe mécanique et d'être maintenu en position fixe par rapport audit organe; un passage traversant pratiqué dans ledit corps, de section adaptée à celle de la pièce cylindrique; au moins trois patins mobiles entre une position déployée de centrage dans laquelle ils entrent en contact avec la paroi de l'orifice de l'organe mécanique, et une position rétractée dans laquelle ils n'empêchent pas l'insertion de la pièce cylindrique dans le passage traversant; ledit corps présentant un chanfrein à l'entrée du passage traversant afin de faciliter l'introduction de la pièce cylindrique dans ce passage traversant. Selon une autre caractéristique de l'invention, la position déployée de centrage des patins est telle que les patins entrent également en contact avec la paroi du passage traversant du corps mobile. Selon une autre caractéristique, la position rétractée est telle que les patins n'empêchent pas l'insertion de la pièce cylindrique dans le passage traversant du corps. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque patin est rendu mobile par l'intermédiaire de deux biellettes, la rotation de ces biellettes provoquant un déplacement latéral et vertical du patin, le patin étant toujours en position verticale. Selon une autre caractéristique de l'invention, le déplacement latéral des patins permet leur placage contre la paroi de l'orifice et la paroi du passage traversant, en fin de course des biellettes. Chaque biellette tourne autour d'un axe de rotation, un des deux axes de rotation représentant un axe de manoeuvre de l'ensemble patinsbiellettes, cet axe de manoeuvre étant relié à une bielle entraînée par un organe de manoeuvre tel qu'un vérin par exemple. Selon un mode de réalisation particulier, ce dispositif comporte trois patins disposés à 1200 et manoeuvrés chacun par un axe de manoeuvre, deux axes de manoeuvre faisant saillie du côté gauche de leurs patins associés, tandis que l'autre axe de manoeuvre fait saillie du côté droit, le corps étant ainsi dégagé sur une partie de sa périphérie Ceci est particulièrement avantageux quand deux orifices sont proches l'un de l'autre et qu'il faut insérer une pièce cylindrique dans chaque orifice, car le dégagement permet de placer deux dispositifs d'insertion côte-à-côte, très proches l'un de l'autre. La présente invention a également pour objet un procédé d'insertion d'une pièce cylindrique dans un orifice pratiqué dans un organe mécanique. Selon l'invention, ce procédé comporte les étapes suivantes on pose sur une surface de l'organe mécanique un dispositif muni d'un corps présentant un passage traversant de section adaptée à la pièce cylindrique et un chanfrein à l'entrée dudit passage, le passage traversant du corps se trouvant approximativement aligné avec l'orifice de l'organe mécanique; on centre le corps précité par rapport à l'orifice de l'organe mécanique; on maintient fermement en position centrée le corps par rapport à l'organe mécanique; on introduit la pièce cylindrique dans le passage traversant du corps précité, puis jusque dans l'orifice de l'organe mécanique. Selon une autre caractéristique de ce procédé, on effectue le centrage du corps par rapport à l'orifice à l'aide de patins qui passent d'une position rétractée à une position déployée. Selon une autre caractéristique du procédé, entre l'opération de maintien et l'opération d'introduction, on fait passer les patins de leur position déployée à leur position rétractée. Selon encore une autre caractéristique du procédé, entre l'opération de pose et l'opération de centrage, on maintient de façon lâche le corps du dispositif contre la surface de l'organe mécanique. Il est décrit ci-après à titre d'exemple nullement limitatif et en référence aux dessins annexés, un dispositif et un procédé selon l'invention permettant l'insertion d'une pièce cylindrique à section circulaire, qui est dans ce cas un piston, dans un orifice qui est dans ce cas un alésage d'un bloc-moteur d'un moteur à combustion interne. Les figures la, lb, lc montrent trois étapes d'une opération de centrage effectuée par un dispositif de l'invention; la figure 2 montre, en vue de dessus, selon une coupe II de la figure 3, deux dispositifs selon l'invention, posés chacun sur la surface supérieure d'un bloc- moteur; la figure 3 est une coupe selon III de la figure 2, montrant un seul patin d'un dispositif; la figure 4 est également une coupe selon III de la figure 2, mais le patin est escamoté; la figure 5 est une vue de côté selon V de la figure 2, montrant un organe de manoeuvre d'un patin. Dans les figures la, lb, lc, sont représentés un alésage 1 pratiqué dans un bloc-moteur 2, un dispositif d'insertion 3 comportant un passage traversant 4 muni à sa partie supérieure d'un chanfrein 5 et un seul patin 6, les deux autres patins n'étant pas représentés Le patin 3 est mobile entre une position rétractée dans laquelle il est escamoté dans une fente 9 du dispositif 3, et une position déployée (montrée en figure lb), dans laquelle il est en appui sur la paroi la de l'alésage 1, mais également contre la paroi 4 a du passage traversant 4. L'opération d'insertion sera décrite plus en détail après la description des autres figures, mais une première description sommaire des différentes étapes, selon les' figures la, lb, lc, permet de comprendre le fonctionnement d'un tel dispositif selon l'invention, et le procédé d'insertion mis en oeuvre. La figure la montre le positionnement du dispositif 3 sur la pièce 2, l'orifice 4 -et l'alésage 1 étant alignés approximativement. La figure lb montre un patin qui, en position déployée, vient en appui sur la paroi de l'alésage 1, ce qui assure le centrage du dispositif 3 par rapport à l'alésage 1 du bloc-moteur 2, après glissement du dispositif 3 sur la surface supérieure 2 a du bloc-moteur 2 Cette figure lb montre également selon la flèche F, l'escamotage des patins Le dispositif est alors bridé par des moyens quelconques sur le bloc- moteur. La figure lc montre l'introduction d'un piston 7 dans le passage du dispositif 3, grâce à la présence du chanfrein 5, puis dans l'alésage 1, car l'orifice 4 et l'alésage 1 sont correctement centrés. La figure 2 montre en vue de dessus deux dispositifs 3,3 ' indépendants, montés chacun autour d'un alésage d'un moteur à combustion interne et permettant l'introduction d'un piston dans chaque alésage Chaque dispositif 3,23 se compose d'un corps respectivement 8,28 muni d'un orifice central 4,24 qui correspond au diamètre de l'alésage 1,21 du bloc-moteur, de trois rainures 9,29 radiales, de trois patins 6,26 logés, en position rétractée, chacun dans une rainure 9, et enfin de moyens de manoeuvre de ces patins tels que des biellettes, des axes et des bielles représentés dans les figures 3, 4 et 5. Cette figure 2 montre, pour chaque patin, une biellette l Ob, un axe de manoeuvre lla ou llc et une bielle 13 associée à l'axe de manoeuvre Chaque axe de manoeuvre lia ou lic est guidé dans une excroissance 8 a du corps 8. Comme les deux alésages sont très proches l'un de l'autre, il faut pouvoir placer les dispositifs côte-à-côte, et chaque corps comporte alors une excroissance qui n'est pas symétrique par rapport aux deux autres, c'est-à-dire qu'un axe de manoeuvre (dans ce cas l'axe Ilc) est dirigé vers la droite du patin, tandis que les deux autres axes de manoeuvre sont dirigés vers la gauche du patin Il en est bien sûr de même pour d'autres dispositifs adjacents dans le cas d'un bloc-moteur à quatre cylindres, par exemple. La figure 3 montre le montage d'un patin 6 et de ses deux biellettes associées 10 a,10 b. Une biellette supérieure l Oa est montée de manière fixe sur un axe 1 la tournant dans le corps 8 du dispositif, cet axe tournant représentant un axe de manoeuvre de l'ensemble patin-biellettes Cette biellette l Oa est reliée à son autre extrémité à un patin 6, par l'intermédiaire d'un axe 12 a Un évidement central 6 a du patin 6 permet la rotation de la biellette dans le patin. Une biellette inférieure l Ob est montée de manière fixe sur un axe i lb tournant dans le corps 8 du dispositif Cette biellette l Ob est reliée à son autre extrémité au patin 6 par l'intermédiaire d'un axe 12 b. Un évidement central 6 b du patin 6 permet la rotation de la biellette l Ob dans le patin. Cette figure 3 montre le patin sorti, c'est-à-dire en appui sur la face interne de l'alésage 1 du bloc-moteur 2, et sur la face interne du passage traversant 4. La figure 4 montre le même patin en position escamotée, c'est-à- dire que le patin et ses deux biellettes l Oa, l Ob sont complètement escamotés dans une rainure radiale 9 du corps 8, permettant ainsi l'insertion du piston dans le passage 4 du dispositif 3. Le déplacement du patin, de sa position escamotée à sa position en appui sur la surface interne de l'orifice 4, et inversement, est un déplacement latéral et vertical, le patin restant toujours vertical. Lorsque les biellettes 10 a, l Ob sont en position sensiblement horizontale, le patin est dans une position latérale extrême la plus proche du centre du passage 4, donc la plus éloignée des parois la et 4 a Ceci permet, lors du passage des biellettes, de la position horizontale à la position représentée en figure 3, un déplacement latéral du patin en direction des parois et ainsi un placage de celui-ci contre ces parois Ce placage des trois patins contre les parois assure le centrage du dispositif par rapport à l'alésage. La figure 5 montre selon V de la figure 2, une bielle 13 reliée, de manière rigide, à l'extrémité de l'axe de manoeuvre lla, cette bielle étant entraînée en rotation par la partie mobile 14 d'un organe de manoeuvre quelconque, qui est dans ce cas un vérin 15. Le déplacement de l'extrémité mobile 14 du vérin 15 provoque donc la rotation de la bielle 13, de l'axe de manoeuvre 1 la, de la biellette l Ob, du patin 6, et enfin de la biellette l Oa Bien entendu, chaque bielle 13 de chaque dispositif est manoeuvrée par un vérin. L'entraînement peut être appliqué à l'un ou l'autre des axes de rotation 1 la, llb, ou aux deux, sans changer le mode de déplacement de l'ensemble patins-biellettes, cet ensemble patins-biellettes subissant un déplacement de type "parallélogramme". Une opération de centrage s'effectue de la manière suivante (en référence aux figures la, lb, lc) les patins étant escamotés, on pose le dispositif 3 sur le bloc- moteur 2, l'axe du passage 4 étant sensiblement dans l'axe de l'alésage 1; on bride le dispositif 3 légèrement, pour qu'il puisse glisser sur le bloc 2; on manoeuvre les patins 6 qui viennent, en fin de course, s'appuyer sur la paroi la de l'alésage 1 et sur la paroi 4 a du passage 4, ce qui déplace légèrement le dispositif pour centrer parfaitement son passage 4 par rapport à l'alésage 1; on maintient fermement ce dispositif, par exemple par bridage; on relève les patins afin de les escamoter complètement; on introduit le piston dans le passage 4 du dispositif, grâce au chanfrein 5, puis dans l'alésage; on retire le dispositif qui servira au montage d'un piston dans le nouveau bloc-moteur qui se présentera sur la machine de montage automatique. Bien entendu, dans le cas d'un moteur à plusieurs pistons, l'opération d'insertion de tous les pistons s'effectue simultanément. REVENDICATIONS 1 Dispositif ( 3) d'insertion d'une pièce cylindrique ( 7) dans un orifice ( 1) pratiqué dans un organe mécanique ( 2), caractérisé par le fait qu'il comprend: un corps mobile ( 8) capable d'être posé sur une surface ( 2 a) de l'organe mécanique ( 2) et d'être maintenu en position fixe par rapport audit organe, un passage traversant ( 4) pratiqué dans ledit corps ( 8), de section adaptée à celle de la pièce cylindrique ( 7), au moins trois patins ( 6) mobiles entre une position déployée de centrage, dans laquelle ils entrent en contact avec la paroi (la) de l'orifice ( 1) de l'organe mécanique et une position rétractée dans laquelle ils n'empêchent pas l'insertion de la pièce cylindrique ( 7) dans le passage traversant ( 4), ledit corps présentant un chanfrein ( 5) à l'entrée du passage traversant ( 4), afin de faciliter l'introduction de la pièce cylindrique ( 7) dans le passage traversant. 2 Dispositif d'insertion, caractérisé en ce que la position déployée de centrage des patins est telle que les patins entrent également en contact avec la paroi ( 4 a) du passage ( 4) du corps mobile. 3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la position rétractée est telle que les patins n'empêchent pas l'insertion de la pièce cylindrique ( 7) dans le passage traversant ( 4) du corps ( 8). 4 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque patin ( 6) est rendu mobile par l'intermédiaire de deux biellettes (l Oa,l Ob), la rotation de ces biellettes provoquant un déplacement latéral et vertical du patin, ce patin étant toujours en position verticale. 5 Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le déplacement latéral des patins permet leur placage contre la paroi de l'orifice et la paroi du passage traversant, en fin de course des biellettes. 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque biellette tourne autour d'un axe de rotation ( 1 la, 1 lb, 1 c), un des deux axes de rotation ( 1 la, lc) représentant un axe de manoeuvre de l'ensemble patins-biellettes. 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'axe de manoeuvre est relié à une bielle ( 13) entraînée par un organe de manoeuvre ( 15). 8 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte trois patins ( 6) disposés à 1200 et manoeuvrés chacun par un axe de manoeuvre. 9 Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que deux axes de manoeuvre ( 1 la) font saillie du côté gauche de leurs patins associés, tandis que l'autre axe de manoeuvre (llc) fait saillie du côté droit, le corps étant ainsi dégagé sur une partie de sa périphérie. Procédé d'insertion d'une pièce cylindrique ( 7) dans un orifice ( 1) pratiqué dans un organe mécanique ( 2), caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes suivantes: on pose sur une surface ( 2 a) de l'organe mécanique ( 2), un dispositif ( 3) muni d'un corps ( 8) présentant un passage traversant ( 4) de section adaptée à la pièce cylindrique ( 7), et un chanfrein ( 5) à l'entrée dudit passage, ce passage traversant du corps se trouvant approximativement aligné avec l'orifice ( 1) de l'organe mécanique ( 2); on centre le corps ( 8) précité par rapport à l'orifice de l'organe mécanique; on maintient fermement en position centrée le corps par rapport à l'organe mécanique; on introduit la pièce cylindrique dans le passage traversant du corps précité, puis jusque dans l'orifice de l'organe mécanique. 11 Procédé selon la revendication ( 10), caractérisé en ce qu'on effectue le centrage du corps par rapport à l'orifice à l'aide de patins ( 6) qui passent d'une position rétractée à une position déployée. 12 Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que, entre l'opération de maintien et l'opération d'introduction, on fait passer les patins de leur position déployée à leur position rétractée. 13 Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que, entre l'opération de pose et l'opération de centrage, on maintient de façon lâche, le corps ( 8) du dispositif contre la surface ( 2 a) de l'organe mécanique ( 2).