Brevet FR2887473A1 — publié le 20061229

La présente invention concerne un appareil de démontage d'un piston en place dans un logement cylindrique, son utilisation, ainsi qu'une installation de projection de produit de revêtement comprenant, entre autres, un tel appareil. Dans le domaine de la projection de produit de revêtement, il est connu d'utiliser un ou plusieurs réservoirs à piston pour alimenter en produit à projeter le ou les projecteurs d'une installation. En fonction de la pression exercée par le piston de chaque réservoir sur le produit se trouvant dans celui-ci, le produit de revêtement est délivré au(x) projecteur(s) avec un débit et une pression contrôlés. Il est connu de EPA-0587467 de monter un tel réservoir sur la partie mobile d'un robot multi- axes, à proximité d'un projecteur et de l'équiper d'une chemise cylindrique à l'intérieur de laquelle coulisse le piston dont le déplacement est commandé pour expulser un produit de revêtement vers un projecteur. Le nettoyage du fond du réservoir, c'est-à-dire de sa zone dans laquelle débouchent les conduits reliés au projecteur et aux sources de produits, est délicat, car il peut exister des interstices entre la chemise et cette zone de fond, interstices dans lesquels ont tendance à s'accumuler les produits de revêtement. Or, il est souvent nécessaire de changer de produit de revêtement, par exemple dans le cas d'une installation de projection de produits de revêtement sur des carrosseries de véhicules automobiles. Il existe donc un risque de pollution d'un produit de revêtement par un autre. Pour résoudre ce problème, on pourrait envisager d'utiliser une chemise borgne disposée à l'intérieur d'un réservoir. Dans ce cas, se pose le problème du démontage du piston, un tel démontage devant intervenir lors d'opérations de maintenance. En effet, le fait que la chemise est borgne empêche d'accéder à la face avant du piston, c'est-à-dire la face tournée vers le fond de la chemise, ce qui empêche l'opérateur d'exercer un effort de pression sur le piston pour le chasser hors de la chemise. Or, dans la mesure où un piston est souvent monté de façon étanche, au moyen de joints ou de segments, à l'intérieur de la chemise, il est difficile de le retirer par un simple effort de traction, et ce d'autant plus qu'il n'existe pas de zone de prise sur la face arrière du piston. Des problèmes analogues se posent dans d'autres domaines où des pistons sont susceptibles d'être montés à l'intérieur de logements cylindriques dans lesquels ils coulissent. C'est notamment le cas dans des dispositifs de dosage. C'est pourquoi, on a jusqu'à présent renoncé à utiliser des chemises borgnes dans les systèmes comprenant des pistons mobiles. L'invention permet de résoudre ces problèmes en proposant un appareil de démontage d'un piston en place dans un logement cylindrique, cet appareil permettant d'agir sur le piston sans avoir accès à sa face avant. L'invention concerne un appareil de démontage d'un piston en place dans un logement cylindrique, ce piston séparant ce logement en deux volumes distincts, dont l'un constitue un volume de capacité variable pour le stockage d'un produit. Cet appareil comprend des moyens permettant de générer une différence entre les pressions régnant respectivement dans ces volumes telle que la pression dans le volume de stockage de capacité variable est supérieure à la pression régnant dans l'autre volume, alors qu'aucun produit à stocker ne se trouve dans ces volumes. Grâce à l'invention, la différence de pression entre les volumes induit une force d'aspiration sur le piston, cette force d'aspiration ayant pour effet de déplacer le piston à l'opposé du fond du logement. L'opérateur n'a donc pas à tirer manuellement sur le piston et ne risque pas de l'endommager. L'effort d'aspiration étant régulièrement réparti au niveau de la face arrière du piston, il peut s'exercer parallèlement à l'axe de déplacement du piston, ce qui facilite son retrait. L'appareil n'est pas limité au démontage des pistons en place dans un logement borgne et peut également être utilisé pour démonter un piston installé dans une chemise cylindrique débouchante, telle que connue de EP-A- 0587467. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, l'appareil comprend: - un corps apte à être rapporté de façon étanche sur l'organe précité ou un élément solidaire de cet organe, ce corps définissant un volume débouchant apte à être mis en communication avec le logement précité, et un dispositif d'aspiration apte à créer une dépression relative dans le volume précité lorsque le corps est rapporté sur l'organe ou l'élément précité. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel appareil peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - Le dispositif d'aspiration est du type à effet Venturi, ce qui est particulièrement simple à mettre en oeuvre et tient compte du fait qu'une source d'air comprimé est généralement disponible à proximité d'une installation comprenant un piston monté dans un logement correspondant. - Le corps de l'appareil de démontage est borgne et le dispositif d'aspiration est intégré au fond de ce corps. Dans le cas où le dispositif d'aspiration est du type à effet Venturi, le fond du corps peut comprendre un conduit d'admission d'air et un conduit d'échappement d'air pour ce dispositif. - Le corps est pourvu d'une ouverture d'accès à son volume intérieur, cette ouverture étant de dimensions au moins égales aux dimensions transversales du piston, ce qui permet que le piston parvienne en bout de course à l'intérieur du volume du corps où il peut alors être récupéré par l'opérateur. Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, l'appareil comprend des moyens d'injection, dans le volume de capacité variable destiné au stockage du produit, d'un fluide autre que le produit à stocker sous une pression supérieure à la pression atmosphérique. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires de l'invention, un tel appareil peut incorporer une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - Les moyens précités comprennent une ligne de liaison fluidique avec une source de fluide sous pression et, éventuellement, une ligne de décharge. - Les moyens précités comprennent un organe de maintien temporaire d'un élément, qui délimite le logement en configuration d'utilisation du piston, dans une position où cet élément autorise un déplacement du piston dans une zone de réception située hors de ce logement. L'invention concerne également l'utilisation d'un appareil tel que précédemment décrit pour le retrait d'un piston d'un logement dans lequel coulisse ce piston. Une utilisation particulière concerne le cas où le logement en question est défini par une chemise borgne installée dans un corps de support. L'invention concerne enfin une installation de projection de produit de revêtement qui comprend au moins un projecteur alimenté en produit de revêtement à partir d'un réservoir à piston, ainsi qu'au moins un appareil tel que précédemment décrit utilisé pour le démontage de ce piston lorsque cela est nécessaire. Selon des aspects avantageux mais non obligatoires, on peut prévoir que: Le volume interne du réservoir est défini par un organe borgne. - Le réservoir est embarqué sur une partie mobile d'un robot multi-axes, à proximité du projecteur qu'il alimente. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre de deux modes de réalisation d'un appareil de démontage conforme à l'invention et de son utilisation dans le cadre d'une installation de projection de produit de revêtement conforme à l'invention, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une représentation schématique de principe d'une installation de projection de produit de revêtement conforme à l'invention et incorporant un appareil conforme à l'invention; - la figure 2 est une section partielle de principe selon la ligne II à la figure 1; - la figure 3 est une section partielle de principe d'une partie des matériels visibles à la figure 2, lors d'une opération de maintenance, ces matériels étant équipés d'un appareil de démontage conforme à l'invention; - la figure 4 est une section partielle analogue à la figure 3 représentant l'utilisation de l'appareil avec une variante d'installation; et - la figure 5 est une section analogue à la figure 3 pour un appareil conforme à un second mode de réalisation de l'invention. Dans l'installation I représentée à la figure 1, un automate ou robot 1 est disposé à proximité d'un convoyeur 2 transportant des objets à revêtir, en l'occurrence des parties de carrosseries 3 de véhicules automobiles. Le robot 1 est de type multi-axes et comprend un châssis 4 mobile sur un guide 5 s'étendant parallèlement à la direction X-X' de convoyage des carrosseries 3. Un bras 6 est supporté par le châssis 4 et comprend plusieurs segments 6a, 6b, 6c articulés les uns par rapport aux autres. Le châssis 4 est susceptible de mouvements de rotation autour d'un axe Z-Z' essentiellement vertical. Le segment d'extrémité 6c du bras 6 supporte une platine 7 sur laquelle est monté, de façon amovible au moyen d'un écrou 71, un ensemble 8 comprenant un réservoir 9 de produit de revêtement et un projecteur 10 de type rotatif et équipé d'un bol tournant 11. Comme envisagé dans EP-A-0274322, des moyens de connexion 12 et 13 sont respectivement prévus sur la platine 7 et sur une partie fixe 14 de l'installation I pour permettre le nettoyage et le remplissage périodique du réservoir 8. Comme il ressort plus particulièrement de la figure 2, le réservoir 9 définit un logement cylindrique L9 dans lequel est disposé un piston 91 représenté en vue extérieure sur les figures et pouvant coulisser parallèlement à la direction d'un axe central X9 du logement L9. Le logement L9 peut être à section circulaire ou avoir une autre forme. Le logement L9 est défini par une chemise 92 qui est borgne et dont on note 93 le fond. Un conduit 94 relie le logement L9 et le projecteur 10 qui est représenté en vue extérieure à la figure 2. Le conduit 94 permet d'alimenter le projecteur 10 en produit de revêtement lorsque le piston 91 est déplacé en direction du fond 93, dans le sens de la flèche F1 à la figure 2. La chemise 92 est reçue dans un corps 95 du réservoir 9. Différents conduits non représentés d'alimentation du projecteur 10 sont ménagés dans le corps 95, de même que des conduits non représentés d'alimentation, en produit de nettoyage et produit de revêtement, du volume V9 situé entre la face avant 91a du piston 91 et le fond 93. Le piston 91 est équipé de segments 98 permettant d'isoler le volume V9r du volume V'9 situé dans le logement L9 à l'opposé du volume V9, c'est-àdire entre la face arrière 91b du piston 91 et l'ouverture 092 de la chemise 92. Une sur-chemise 99 est montée autour de la chemise 92 dans le corps 95 et permet de limiter le volume V'9 à l'opposé du fond 93. Le fond 99a de cette sur-chemise est percé d'une ouverture 99b de passage de la tige d'un vérin non représenté pour la commande de la position du piston 91 dans le logement L9. Lorsqu'il convient d'extraire le piston 91 du logement L9, l'ensemble 8 est démonté de la platine 7 et les chemises 92 et 99 sont extraites du corps 95. La sur-chemise 99 est alors retirée, puis un appareil 100 est monté sur la chemise 92 au voisinage de son ouverture 092 par laquelle le piston 91 peut être mis en place dans le logement L9. L'appareil 100 comprend un corps 101 monobloc constitué d'un fond 102 et d'une jupe 103 délimitant un volume intérieur Viol qui est en communication avec le volume V'9 et le logement L9 lorsque l'appareil 100 est monté sur la chemise 92. La jupe 102 est pourvue d'une gorge interne 104 dans laquelle est disposé un joint torique 105, ce qui permet un montage étanche du corps 101 sur la chemise 92. Un dispositif d'aspiration 106, de type à effet Venturi, est intégré au fond 102 et comprend une tubulure d'injection 107 et une tubulure d'échappement 108, l'extrémité aval 107a de la tubulure 107 étant pourvue d'un rétrécissement interne 107b et disposée immédiatement en amont de la zone d'entrée 108a de la tubulure 108. L'extrémité 107a est reçue dans un logement 109 ménagé dans le fond 108 et en communication avec le volume 101. La tubulure 107 est reliée à une source S d'air comprimé et l'écoulement d'air, représenté par les flèches E à la figure 2, est contrôlé par une vanne 110. L'écoulement d'air E a pour effet de créer, par effet Venturi dans le logement 109, une dépression qui se propage dans le volume 101 et dans le volume V'9, ce qui a pour effet d'exercer sur le piston 91 un effort d'aspiration dû à la différence des pressions s'exerçant respectivement sur les faces 91a et 91b, cet effort étant représenté par les flèches F2 et réparti sur la face 91b du piston 91. Ainsi, le fait de faire circuler de l'air dans le dispositif 106 permet de créer une différence de pression AP entre la pression P9 régnant dans le volume V9 et la pression P'9 régnant dans le volume V'9, cette différence étant positive, ce que représente l'équation A P = P9-P'9 > O. Cette différence de pression a pour effet de faire remonter progressivement le piston 91 en direction de l'ouverture 092, grâce à l'effort F2. Les dimensions internes de la jupe 103 sont choisies légèrement supérieures à celles de la chemise 92. En d'autres termes, l'ouverture Olof du volume interne Viol est plus large, selon les directions perpendiculaires à l'axe X9, que la chemise 92 et le piston 91, ce qui permet que le piston 91 peut être déplacé jusqu'à l'intérieur du volume Viol, de telle sorte qu'on peut obtenir un retrait total du piston 91 par rapport au logement L9. La seule face du piston susceptible de heurter une partie fixe lors du retrait du piston est sa face arrière 91b. En particulier, la face avant 91a du piston, dont la géométrie doit être adaptée de façon précise à celle du fond 93 de la chemise 92, ne risque pas d'être abîmée lors du retrait du piston. En pratique, le corps 101 est monté à la main sur la chemise 92, au voisinage de son ouverture 092 et fixé en force sur celle-ci, le joint 105 assurant l'étanchéité. Selon une variante non représentée de l'invention, le corps 101 pourrait également être monté, de façon étanche, sur le corps 95. Selon une autre variante, le dispositif, le dispositif d'aspiration pourrait également fonctionner avec de l'eau. Comme représenté schématiquement à la figure 1, l'appareil 100 peut être conservé à proximité immédiate de l'installation I en cours de fonctionnement, par exemple dans un boîtier 300 solidaire d'une cloison 14 définissant la zone de projection. L'appareil est ainsi prêt à l'emploi. Comme représenté à la figure 4, l'appareil de l'invention peut également être utilisé avec un réservoir 9 dépourvu de chemise et dans lequel un corps 95 définit un logement L9 dans lequel peut coulisser un piston 91. Dans ce cas, l'appareil 100 est monté directement sur un bord 95a du corps 95 définissant une ouverture 095 d'accès au logement L9. L'appareil 100 est du même type que celui décrit précédemment, une différence de pression positive AP = P9-P'9 étant utilisée. L'invention a été représentée avec un appareil équipé d'un dispositif d'aspiration de type à effet Venturi. Elle est cependant applicable à un dispositif d'aspiration d'un autre type, notamment un appareil dont le volume interne Vin est relié à une source de vide externe, par exemple de type pompe à vide. Un appareil 200 conforme au second mode de réalisation de l'invention est représenté à la figure 5 en cours d'utilisation pour un réservoir à piston du type de celui représenté aux figures 2 et 3. La chemise 92 de ce réservoir est montée, équipée de son piston 91, dans un alésage central d'un corps 201 qui comprend un fond 202 et une jupe 203 entourant cet alésage. Dans le fond 202 est ménagé un conduit 207 relié par une ligne d'alimentation LA à une source S d'eau sous pression. Dans le fond 202 est également ménagé un conduit 208 relié par une ligne d'évacuation LE à un bac de décharge B. Les conduits 207 et 208 sont respectivement alignés avec deux orifices 931 et 932 ménagés dans le fond 93 de la chemise 92 lorsque celle-ci est en place dans le corps 201. Comme précédemment, le piston 91 qui coulisse à l'intérieur du logement L9 constitué par la chemise 92 sépare de façon étanche un volume V9, défini entre sa face avant 91a et le fond 93, d'un volume V'9 bordé par la face arrière 91b du piston et s'étendant au-dessus de celui-ci dans la représentation de la figure 5. Lorsque la jupe 92 est mise en place dans le corps 201, la sur-chemise 99 est tout d'abord retirée puis une bague 204 est disposée autour de la chemise 92, en venant en appui contre un épaulement périphérique externe 92a de la bague 92 contre lequel vient normalement en appui la surchemise 99. La sur-chemise 99 est alors remise en place autour de la chemise 92 en étant ainsi décalée par rapport à sa configuration dans laquelle le réservoir 9 est utilisé pour stocker du produit de revêtement. Le décalage de la sur-chemise 99 est effectif sur une distance d égale à la hauteur h204 de la bague 204 prise parallèlement à l'axe X9. En pratique, cette hauteur h204 est choisie supérieure ou égale à la hauteur h91 du piston 91, c'est-à-dire à la distance entre ses faces avant 91a et arrière 91b. De préférence h204 est de l'ordre de 1,2 fois h91. Grâce au conduit 207, il est possible d'injecter dans le volume V9 de l'eau sous une pression de quelques bars, ce qui a pour effet de faire augmenter la pression P9 dans le volume V9 jusqu'à une valeur supérieure à la pression P'9 dans le volume V'9, la pression P'9 étant sensiblement égale à la pression atmosphérique. La différence entre les pressions P9 et P'9 qui s'exercent respectivement sur les faces avant 91a et arrière 91b du piston 91 résulte dans un effort F2 réparti autour de l'axe X9 et qui a pour effet de déplacer le piston 91 en l'éloignant du fond 93. La sur-chemise 99 étant décalée de la distance d, comme indiqué ci-dessus, il est créé au voisinage de son fond 99a une zone Z99 dans laquelle le piston peut être reçu lorsqu'il a parcouru toute la hauteur de la chemise 92, cette zone Z99 étant située à l'extérieur du logement L9. Le piston 91 peut alors être aisément récupéré en retirant la sur-chemise 99. Le fluide provenant de la source S n'est pas 20 nécessairement de l'eau. Il peut s'agir d'un autre liquide ou d'un gaz, notamment d'air sous pression. Bien que l'invention trouve une utilisation particulière dans le domaine des réservoirs embarqués sur des robots multi-axes pour la projection des produits de revêtement, elle est applicable dans tous les domaines où un piston doit être extrait d'une chemise ou d'un corps cylindrique, notamment celui des dispositifs de dosage à piston en général. L'invention a été représentée avec un piston commandé 30 par la tige d'un vérin. Elle est applicable avec un piston commandé pneumatiquement. L'invention est applicable indépendamment du type du projecteur 10 qui peut être électrostatique ou non rotatif ou pneumatique. L'invention a été représentée avec un réservoir monté sur une partie mobile d'une installation mais s'applique également avec un réservoir fixe éventuellement relié à un projecteur par un tuyau souple. 13 REVENDICATIONS 1. Appareil (100; 200) de démontage d'un piston (91) en place dans un logement cylindrique (L9), ledit piston séparant ledit logement en deux volumes (V9, V'9) dont l'un constitue un volume (V9) de capacité variable de stockage d'un produit, caractérisé en ce que ledit appareil comprend des moyens (101, 106; 201, 207) permettant de générer une différence (AP) entre les pressions (P9, P'9) régnant respectivement dans lesdits volumes telles que la pression (P9) régnant dans ledit volume de stockage (V9) avec capacité variable est supérieure à la pression (P'9) régnant dans l'autre volume (V'9), alors qu'aucun produit à stocker ne se trouve dans lesdits volumes. 2. Appareil (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend: - un corps (101) apte à être rapporté de façon étanche, sur un organe (92, 95) définissant ledit logement ou sur un élément (95) solidaire dudit organe, ledit corps définissant un volume débouchant (Viol) apte à être mis en communication avec ledit logement et - un dispositif d'aspiration (106) apte à créer une dépression relative dans ledit volume, lorsque ledit corps est rapporté sur ledit organe ou ledit élément. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit dispositif d'aspiration (106) est du type à effet Venturi. 4. Appareil selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit corps (101) est borgne et en ce 30 que ledit dispositif d'aspiration (106) est intégré au fond (102) dudit corps. 5. Appareil selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le fond (102) dudit corps comprend un conduit d'admission d'air (107) et un conduit d'échappement (108) pour ledit dispositif d'aspiration à effet Venturi (106). 6. Appareil selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que ledit corps (101) est pourvu d'une ouverture (0101) d'accès audit volume (Viol) de dimensions transversales au moins égales aux dimensions transversales dudit piston (91). 7. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (201-207, LA, S, 208, LE, B) d'injection dans ledit volume de capacité variable (V9) d'un fluide, autre que le produit à stocker, sous une pression (P9) supérieure à la pression atmosphérique. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent une ligne (207, LA) de liaison fluidique à une source (S) de fluide sous pression et, éventuellement, une ligne de décharge (208, LE). 9. Appareil selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que lesdits moyens (201) comprennent un organe (204) de maintien temporaire d'un élément (99), qui délimite ledit logement (L9) en configuration d'utilisation dudit piston (91), dans une position (figure 5) où ledit élément autorise un déplacement dudit piston dans une zone (Z99) de réception située hors dudit logement. 10. Utilisation d'un appareil (100; 200) selon l'une 25 des revendications précédentes pour le retrait d'un piston (91) d'un logement (L9) dans lequel coulisse (F1) ledit piston. 11. Utilisation selon la revendication 10 dans laquelle ledit logement (L9) est défini par une chemise borgne (92) installée dans un corps de support (95). 12. Installation (I) de projection de produit de revêtement comprenant au moins un projecteur (10) alimenté en produit de revêtement à partir d'un réservoir (9) à piston (91), caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un appareil (100; 200) selon l'une des revendications 1 à 9 pour le démontage dudit piston. 13. Installation selon la revendication 12, caractérisée en que le volume interne (L9) dudit réservoir 5 (9) est défini par un organe borgne (92). 14. Installation selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisée en ce que ledit réservoir (9) est embarqué sur une partie mobile (6c) d'un robot multi-axes (6), à proximité dudit projecteur (10).