JP4382007B2 - Piston ring cutting device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば車両用エンジン部品であるピストンにピストンリングを組付ける際に使用される切出し装置に関する。 The present invention relates to a cutting device used when, for example, a piston ring is assembled to a piston, which is a vehicle engine component.
従来、例えば車両用エンジン部品であるピストンにピストンリングを組付ける作業は自動化されており、複数枚が積層されたピストンリングを一枚づつ切出してピストンに嵌装するような装置構成が一般的である。この際、ピストンリングの内でも特にオイルリングの上下に嵌装されるサイドリングは、厚みが０．４ｍｍ程度と薄いため、オイルリングの上方または下方に組み付けるためには、一枚づつ確実に切出すことが必要である。
このため、複数枚が積層されたリングを下方から一枚づつ切出す装置として、案内ロッドに嵌合し積層されるリングのうち、最下端より一本上のリングを逃がし手で係止しておき、最下端のリングに向けて上方からエアを吹付けることにより案内ロッドの下方で待機する移送板上に切り出すような技術が知られている。（例えば、特許文献１参照。）
For this reason, as a device that cuts out a plurality of stacked rings one by one from the bottom, out of the rings that are fitted to the guide rod and stacked, the ring one above the lowest end is released and locked by hand In addition, a technique is known in which air is blown from above toward the lowermost ring so as to be cut out on a transfer plate waiting below the guide rod. (For example, refer to Patent Document 1.)
ところが、上記技術のようにエアで切出す技術の場合、ピストンリングには防錆油等のオイルが塗布されているのが一般的であるため、リング同士が密着して離れにくくなっており、一定のエア圧をかけただけでは離間しなかったり、あるいは、離間させるためにエア圧を高めると次のリングまで一緒に離間させたりするような不具合があった。このため、このような不具合を是正するため、エアの吹付けポイントを一点に厳密に絞ったり、センサと組合せて確実に一本づつリングが切出されるようエア圧を強めたり、複数回エアを吹付けたりする等、制御が複雑なものとなっていた。 However, in the case of the technology of cutting out with air like the above technology, it is common that oil such as rust preventive oil is applied to the piston ring, so that the rings are in close contact with each other and difficult to separate, There is a problem that the air is not separated only by applying a certain air pressure, or when the air pressure is increased in order to separate the air, the next ring is separated together. For this reason, in order to correct such problems, the air blowing point is strictly squeezed to one point, the air pressure is increased so that the ring is cut out one by one in combination with the sensor, or the air is blown multiple times. Control was complicated, such as spraying.
そこで本発明は、積層されるピストンリングをピストンに組み付けるため、簡素な構成でありながら確実に一枚づつ切出すことができるようにすることを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to make it possible to reliably cut out one by one while having a simple configuration in order to assemble the piston rings to be stacked on the piston.
上記目的を達成するため本発明は、マガジンに積層されるピストンリングをマガジン上端部の切出し位置から一枚づつ切出す切出し装置であって、積層されるピストンリングを切出し位置まで所定ストロークづつ上昇させることのできる上昇手段と、少なくとも切出し位置において最上段のリング径を拡径させることのできる拡径手段と、切出し位置において最上段のリングと次段のリングとの間に挿入可能で、先端部には回転時に最上段のリングだけを持ち上げ、次段より下方のリングには負荷を与えないような切欠き部が設けられた縁切り部材と、縁切り部材を縁切り部材の進行方向を回転軸とした軸周りに回転させることのできる回転手段を備え、前記縁切り部材を、最上段のリングと次段のリングとの間に挿入した後、軸周りに回転させることにより最上段のリングを切出すようにしたことを特徴とするピストンリングの切出し装置。
In order to achieve the above object, the present invention is a cutting device that cuts out piston rings stacked on a magazine one by one from a cutting position at the upper end of the magazine, and raises the stacked piston rings by a predetermined stroke to the cutting position. A lifting means capable of expanding the diameter of the uppermost ring at least in the cutting position, and a tip portion that can be inserted between the uppermost ring and the next ring in the cutting position. In the rotation, only the uppermost ring is lifted during rotation, and the edge cutting member is provided with a notch portion that does not apply a load to the ring below the next stage, and the edge cutting member is used as the rotation axis in the direction of movement of the edge cutting member. Rotating means capable of rotating around an axis, and the edge cutting member is inserted between the uppermost ring and the next ring and then rotated around the axis. Cut device of the piston ring being characterized in that so as to cut out the top of the ring by causing.
そして、マガジンの形態としては、例えば上方内部を中空部とし、この中空部に軸方向を合わせてピストンを挿入できるようにし、マガジンの外周部にピストンリングを嵌合状態で積層する。そして、中空部内にピストンを挿入してリング嵌装部と切出し位置を位置合わせした後、ピストンリングを最上段の一枚から順次上方に一枚づつ切出すとともに、切出す時点でリング径がピストンの径より大きくなるようにしておけば、切出しと同時にリングは縮径してピストンのリング嵌装部に組付けることができる。
この際、例えば最上段のリングをマガジンの上端部ぎりぎりの位置まで上昇させ、この位置を切出し位置とした後、最上段のリングと次段のリングとの間に縁切り部材を挿入した後、軸周りに回転させて最上段のリングを切出せば、最上段のリングだけの切出しが確実に行われ、二枚が一緒に切出されるような不具合がない。
And as a form of the magazine, for example, the upper inside is a hollow part, the piston is inserted into the hollow part with the axial direction aligned, and the piston ring is stacked in a fitted state on the outer peripheral part of the magazine. And after inserting the piston into the hollow part and aligning the ring fitting part and the cutting position, the piston ring is cut out one by one from the top stage one by one and the ring diameter is changed to the piston at the time of cutting. If the diameter is larger than the diameter of the ring, the ring can be reduced in diameter simultaneously with the cutting and assembled to the ring fitting portion of the piston.
At this time, for example, the uppermost ring is raised to a position just below the upper end of the magazine, and after this position is set as a cutting position, an edge cutting member is inserted between the uppermost ring and the next ring, If the uppermost ring is cut out by rotating around, only the uppermost ring is cut out reliably, and there is no problem that the two pieces are cut out together.
また本発明では、前記縁切り部材の先端部に、回転時に最上段のリングだけを持ち上げ、次段より下方のリングには負荷を与えないような切欠き部を設けるようにした。そしてこのような切欠き部を設けることにより、次段より下方のリングには全く悪影響がなくなり、しかもより円滑に切出すことができる。 In the present invention, a notch is provided at the tip of the edge cutting member so that only the uppermost ring is lifted during rotation and no load is applied to the ring below the next stage. By providing such a notch, the ring below the next stage is not adversely affected and can be cut out more smoothly.
マガジンに積層されるピストンリングを上方から順次一枚づつ切出す装置において、積層されるピストンリングを上昇手段で所定ストロークづつ上昇させ、切出し位置において最上段のリングと次段のリングとの間に縁切り部材を挿入した後、軸周りに回転させて切出すことにより、確実に一枚だけを切出すことができる。しかも、構成は簡素で且つ安価に構成できる。
また、縁切り部材の先端部に、回転時に最上段のリングだけを持ち上げ、次段より下方のリングには負荷を与えないような切欠き部を設けることにより、より円滑に切出すことができる。
In a device that cuts out the piston rings stacked on the magazine one by one from the top one by one, the stacked piston rings are lifted by a predetermined stroke by a lifting means, and at the cutting position, between the uppermost ring and the next ring. After inserting the edge cutting member, it is possible to reliably cut out only one sheet by rotating around the axis and cutting out. In addition, the configuration can be simple and inexpensive.
Further, it is possible to cut out more smoothly by providing a notch at the tip of the edge cutting member so that only the uppermost ring is lifted during rotation and no load is applied to the ring below the next stage.
本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
ここで図１は本発明に係る切出し装置全体の概要を示す平面図、図２は図１を拡大した正面図、図３はマガジンの説明図、図４は昇降手段の説明図、図５は縁切り機構を拡大した平面図、図６は縁切り部材の拡大図、図７は縁切り機構の正面図、図８は図５のＡ−Ａ線断面図、図９はピストンとピストンリングの分解斜視図、図１０はピストンとピストンリングの組付け状態を示す説明図、図１１はピストンリングの組付方法を示す説明図である。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 is a plan view showing an outline of the entire cutting device according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged front view of FIG. 1, FIG. 3 is an explanatory view of a magazine, FIG. 4 is an explanatory view of lifting means, and FIG. FIG. 6 is an enlarged view of the edge cutting member, FIG. 7 is a front view of the edge cutting mechanism, FIG. 8 is a sectional view taken along line AA in FIG. 5, and FIG. 9 is an exploded perspective view of the piston and piston ring. FIG. 10 is an explanatory view showing an assembled state of the piston and the piston ring, and FIG. 11 is an explanatory view showing an assembling method of the piston ring.
本発明に係るピストンリングの切出し装置は、積層されるピストンリングをピストンに組み付ける際、一枚づつ確実に切出すことができるようにされ、縁切り部材を最上段のリングと次段のリングとの間に挿入した後、縁切り部材を軸周りに回転させることによって切出すことを特徴としている。 In the piston ring cutting device according to the present invention, when the piston rings to be stacked are assembled to the piston, the piston ring cutting device can be surely cut out one by one, and the edge cutting member is divided into the uppermost ring and the next ring. After the insertion, the edge cutting member is cut out by rotating around the axis.
そこで、まず本切出し装置を説明する前に、ピストンＰとピストンリングｒの組付状態について図９、図１０に基づき説明する。
図９及び図１０に示すように、ピストンＰには、トップリングｒ１を嵌装せしめるためのトップ溝ｍ１と、セカンドリングｒ２を嵌装せしめるためのセカンド溝ｍ２と、オイルリングｒ３や上下一対のサイドリングｒ４を嵌装せしめるためのボトム溝ｍ３が形成されており、各リングｒ１〜ｒ４には切れ目が形成されて所定範囲内で径の拡大、収縮が自在にされている。なお、本明細書では、これらトップリングｒ１、セカンドリングｒ２、オイルリングｒ３、サイドリングｒ４を総称してリングｒと称する。
Therefore, before explaining the present cutting device, the assembled state of the piston P and the piston ring r will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 9 and 10, the piston P has a top groove m 1 for fitting the top ring r 1 , a second groove m 2 for fitting the second ring r 2 , and an oil ring r. 3 and a bottom groove m 3 for fitting a pair of upper and lower side rings r 4 are formed, and each ring r 1 to r 4 is formed with a cut, and the diameter can be expanded and contracted within a predetermined range. Has been. In the present specification, the top ring r 1 , the second ring r 2 , the oil ring r 3 , and the side ring r 4 are collectively referred to as a ring r.
そして、本切出し装置は、いずれのリングの嵌装にも適用することができるが、本実施例では、ボトム溝ｍ３に一方側のサイドリングｒ４を嵌装する例を代表例として説明する。なお、ボトム溝ｍ３へのリングの嵌装は、最初にオイルリングｒ３を組付けた後、上下の隙間にサイドリングｒ４を組付けるような手順である。 Then, the cutout device, which can be applied to fit any of the ring, in the present embodiment, an example of fitted the side ring r4 on one side to the bottom groove m 3 as a representative example. Incidentally, it fitted ring to the bottom groove m 3, after first assembling the oil ring r 3, a procedure such as assembling the side ring r 4 and below the gap.
次に、本切出し装置１について説明する。
本切出し装置１は、図１、図２に示すように、上部側にピストンＰ挿入用の中空部２ｈを有するマガジン２と、このマガジン２の外周部に嵌合した状態で積層されるリングｒを所定ストロークごと上昇させる後述の上昇手段３（図４）と、最上段のリングｒを所定の切出し位置にセットするための一対の光センサ４と、最上段のリングｒを切出し位置にセットした後、最上段のリングｒと次段のリングｒとの間に縁切り部材６を挿入するための縁切り機構５を備えており、前記マガジン２の上端部付近には、図３に示すように、上方に向けて径が広がるテーパ部２ｔ（図３）が設けられ、切出し位置におけるリングｒの径を拡大させる拡径手段として構成されている。
Next, the present cutting device 1 will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, the cutting device 1 includes a magazine 2 having a hollow portion 2 h for inserting a piston P on the upper side, and a ring r that is stacked while being fitted to the outer peripheral portion of the magazine 2. Ascending means 3 (FIG. 4), which raises the uppermost ring r at a predetermined stroke, a pair of optical sensors 4 for setting the uppermost ring r at a predetermined cutting position, and the uppermost ring r at the cutting position. Thereafter, an edge cutting mechanism 5 for inserting an edge cutting member 6 is provided between the uppermost ring r and the next ring r, and in the vicinity of the upper end of the magazine 2, as shown in FIG. A tapered portion 2t (FIG. 3) whose diameter increases toward the upper side is provided, and is configured as a diameter expanding means for expanding the diameter of the ring r at the cutting position.
そして、図３にも示すように、マガジン２の上部側内部には、前述のように中空部２ｈが形成されており、この中空部２ｈの内径は、ピストンＰを挿入できるよう、ピストン径より大径にされている。
また、中空部２ｈを形成するマガジン２の上端壁部には、直径方向に対面する一対の切欠部７が設けられ、前記一対の光センサ４は、これら切欠部７を結ぶ直線の延長線上に配設されている。そして、この光センサ４は、エリアセンサであり、切欠部７を通して一方側の光センサ４から送信される光量を他方側の光センサ４で検知できるようにされている。そして、下方からリングｒが上昇して切欠部７を覆うようになると、切欠部７を通過する光が遮られるため、受信する光量の関係から最上段のリングｒの位置が算出できるようにされている。
As shown in FIG. 3, the hollow portion 2 h is formed in the upper portion of the magazine 2 as described above. The inner diameter of the hollow portion 2 h is larger than the piston diameter so that the piston P can be inserted. It has a large diameter.
In addition, a pair of cutout portions 7 facing in the diametrical direction are provided on the upper end wall portion of the magazine 2 forming the hollow portion 2h, and the pair of photosensors 4 are on a straight extension line connecting the cutout portions 7. It is arranged. The optical sensor 4 is an area sensor, and the other optical sensor 4 can detect the amount of light transmitted from the optical sensor 4 on one side through the notch 7. When the ring r rises from below and covers the notch 7, the light passing through the notch 7 is blocked, so that the position of the uppermost ring r can be calculated from the relationship of the amount of light received. ing.
前記上昇手段３は、図４に示すように、ボールネジシャフト８に連結されるリング支持台１０と、ボールネジシャフト８を回転駆動するサーボモータ１１を備えており、リング支持台１０は、積層されるピストンリングｒの最下段のリング下面を支持するとともに、サーボモータ１１の回転駆動によってリングｒを所定ストロークごと上昇させることができるようにされている。
なお、このリングｒを上昇させる際の上昇速度制御は、前記光センサ４によって最上段のリングｒが切欠部７に差し掛かったことが検知されると、それまでの上昇速度を緩めてゆっくり上昇させるよう制御し、最上段のリングｒの僅かな厚み分がマガジン２上に突出した時点（これを切出し位置という。）で上昇を停止させるよう制御するようにしている。
As shown in FIG. 4, the ascending means 3 includes a ring support base 10 connected to the ball screw shaft 8 and a servo motor 11 that rotationally drives the ball screw shaft 8, and the ring support base 10 is laminated. The lower surface of the lowermost ring of the piston ring r is supported, and the ring r can be raised every predetermined stroke by the rotational drive of the servo motor 11.
Note that when the optical sensor 4 detects that the uppermost ring r has reached the notch 7, the ascent speed control for raising the ring r is slowly increased by slowing the previous ascent speed. Control is performed so that the ascent is stopped when a slight thickness of the uppermost ring r protrudes on the magazine 2 (this is referred to as a cutting position).
前記縁切り機構５は、図５乃至図８に示すように、ロッドレスシリンダ等の駆動源１２によって所定方向に往復動自在な移動板１３と、この移動板１３の上部に取付けられる支持部材１４を備えており、前記縁切り部材６は支持部材１４の軸受１５によって回転自在に支持されている。
また、前記移動板１３上には、縁切り部材６を軸周りに回転させることのできる回転手段としての回転機構１６が設けられている。
As shown in FIGS. 5 to 8, the edge cutting mechanism 5 includes a moving plate 13 that can reciprocate in a predetermined direction by a drive source 12 such as a rodless cylinder, and a support member 14 that is attached to the upper portion of the moving plate 13. The edge cutting member 6 is rotatably supported by a bearing 15 of a support member 14.
On the moving plate 13, a rotating mechanism 16 is provided as a rotating means capable of rotating the edge cutting member 6 around the axis.
この回転機構１６は、移動板１３に取り付けられるシリンダ支持板１７と、このシリンダ支持板１７に取付けられるシリンダ１８と、このシリンダ１８のロッド１８ａ先端に取付けられる連結板２０と、この連結板２０に上下に取付けられるラックバー２１及びガイドバー２２と、これらラックバー２１及びガイドバー２２を摺動自在に支持し且つ移動板１３に取り付けられるガイド部材２３を備えており、前記ラックバー２１のラック部２１ｒが、前記縁切り部材６の基端側のピニオンギヤ２４に噛合している。 The rotating mechanism 16 includes a cylinder support plate 17 attached to the movable plate 13, a cylinder 18 attached to the cylinder support plate 17, a connecting plate 20 attached to the tip of the rod 18 a of the cylinder 18, and the connecting plate 20. A rack bar 21 and a guide bar 22 that are attached vertically, and a guide member 23 that slidably supports the rack bar 21 and the guide bar 22 and that is attached to the movable plate 13, are provided. 21 r meshes with the pinion gear 24 on the proximal end side of the edge cutting member 6.
そして、シリンダ１８の作動によってラックバー２１が進退動すると、ピニオンギヤ２４が回転し、縁切り部材６が軸周りに回転するようにされている。
また、縁切り部材６の先端部には、図５に示すように、薄板平板状の片側が部分的に切り落とされた切欠き部６ｋが設けられており、この切欠き部６ｋは、縁切り部材６先端の平面部を水平にして切出し位置の最上段のリングｒと次段のリングｒとの間に挿入した後、縁切り部材６を軸周りに回転させると、最上段のリングｒだけを持ち上げ、次段より下方のリングｒには負荷がかからないような形態にされている。
すなわち、図６の拡大図に示すように、縁切り部材６の回転軸ｊを中心にして切欠き部６ｋが下方に向くように回転させると、切欠き部６ｋ以外の先端部分で上方のリングｒだけを上方に押上げ、切欠き部６ｋの箇所は、下方のリングｒに何ら押圧力を加えることがないようにされている。
When the rack bar 21 is moved forward and backward by the operation of the cylinder 18, the pinion gear 24 is rotated, and the edge cutting member 6 is rotated about the axis.
Further, as shown in FIG. 5, a cut-out portion 6k in which one side of a thin plate is cut off partially is provided at the front end portion of the edge-cut member 6, and the cut-out portion 6 k When the edge cutting member 6 is rotated around the axis after the flat portion at the tip is horizontal and inserted between the uppermost ring r and the next ring r at the cutting position, only the uppermost ring r is lifted. The ring r below the next stage is configured not to be loaded.
That is, as shown in the enlarged view of FIG. 6, when the notch 6k is rotated about the rotation axis j of the edge cutting member 6 so that the notch 6k faces downward, the upper ring r at the tip portion other than the notch 6k. Only the upper portion is pushed upward, and the portion of the notch 6k is configured not to apply any pressing force to the lower ring r.
以上のようなピストンリングの切出し装置１の作用等について図１１に基づき説明する。
まず、マガジン２に積層したリングｒを上昇手段３で上昇させつつ光センサ４でモニターし、図１１（ａ）に示すように、最上段のリングｒが切欠部７に差し掛かった時点で、それまでの上昇速度を緩めてゆっくり上昇させる。そして、（ｂ）に示すように、最上段のリングｒがマガジン２の上端部に到達し、僅かな厚み分がマガジン２上に突出した時点でサーボモータ１１を停止させる。最上段のリングｒのこの位置が切出し位置である。
The operation of the above-described piston ring cutting device 1 will be described with reference to FIG.
First, the ring r stacked on the magazine 2 is monitored by the optical sensor 4 while being lifted by the lifting means 3, and when the uppermost ring r reaches the notch 7, as shown in FIG. Increase the speed slowly by slowing down. Then, as shown in (b), the servo motor 11 is stopped when the uppermost ring r reaches the upper end of the magazine 2 and a slight thickness projects onto the magazine 2. This position of the uppermost ring r is the cutting position.
次いで、（ｃ）に示すように、マガジン２上端の中空部２ｈにピストンＰを頭部側から挿入し、所定の位置にセットする。この際、本実施例では、ピストンＰのボトム溝ｍ３には既にオイルリングｒ３と一方側のサイドリングｒ４が組み込まれており、ピストンＰのセット位置は、他方側のサイドリングｒ４を組み込むためのボトム溝ｍ３の隙間が切出し位置よりやや上方になる位置である。 Next, as shown in (c), the piston P is inserted into the hollow portion 2h at the upper end of the magazine 2 from the head side and set at a predetermined position. At this time, in this embodiment, the oil ring r 3 and the one side ring r 4 are already incorporated in the bottom groove m 3 of the piston P, and the piston P is set at the other side ring r 4. clearance of the bottom groove m 3 for incorporating is becomes slightly upward position from the extraction position.
そして、ピストンＰの位置決めが完了すると、縁切り機構５の駆動源１２が作動して縁切り部材６が前進し、（ｄ）に示すように、その先端部が最上段のリングｒと次段のリングｒとの間に挿入される。
そして、挿入が終えると、回転機構１６のシリンダ１８が作動してラックバー２１、ピニオンギヤ２４の作用によって縁切り部材６が軸周りに回転し、切出し位置の最上段のリングｒを上方に押上げる。すると、（ｅ）に示すように、最上段のリングｒはマガジン２の上端を外れて縮径しながら切出され、所定の隙間に嵌合する。すなわち、自動的に組付けが完了する。
When the positioning of the piston P is completed, the driving source 12 of the edge cutting mechanism 5 is actuated and the edge cutting member 6 moves forward. As shown in (d), the tip part is the uppermost ring r and the next stage ring. It is inserted between r.
When the insertion is completed, the cylinder 18 of the rotation mechanism 16 is operated, the edge cutting member 6 is rotated around the axis by the action of the rack bar 21 and the pinion gear 24, and the uppermost ring r at the cutting position is pushed upward. Then, as shown in (e), the uppermost ring r is cut out while reducing the diameter out of the upper end of the magazine 2 and fitted into a predetermined gap. That is, the assembly is automatically completed.
この際、縁切り部材６の切欠き部６ｋの作用により、次段より下方のリングｒには全く負荷がかからず、何らの悪影響もない。 At this time, due to the action of the notch 6k of the edge cutting member 6, the ring r below the next stage is not loaded at all, and there is no adverse effect.
なお、以上の実施例ではリングｒとして一方側のサイドリングｒ４を代表例にして説明したが、その他のトップリングｒ１やセカンドリングｒ２にも適用可能である。
以上のような要領により、複雑な制御も必要なく、確実に一枚だけを切出すことができる。
In the above embodiment has been described as an representative example on one side of the side ring r 4 as a ring r, it is also applicable to other of the top ring r 1 and the second ring r 2.
By the above procedure, only one sheet can be cut out without any complicated control.
なお、本発明は以上のような実施形態に限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載した事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本発明の技術的範囲に属する。 In addition, this invention is not limited to the above embodiments. What has substantially the same configuration as the matters described in the claims of the present invention and exhibits the same operational effects belongs to the technical scope of the present invention.
ピストンにピストンリングを組付ける際、積層されるピストンリングに防錆油等が塗布されているような場合でも確実に一枚づつ切出して組付けることができ、複雑な制御回路等が不必要となる。 When assembling the piston ring to the piston, even when rust preventive oil is applied to the piston ring to be laminated, it can be cut out and assembled one by one without any complicated control circuit. Become.
１…切出し装置、２…マガジン、２ｔ…テーパ部（拡径手段）、３…上昇手段、６…縁切り部材、６ｋ…切欠き部、１６…回転機構、ｒ…リング、Ｐ…ピストン。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cutting device, 2 ... Magazine, 2t ... Tapered part (diameter expansion means), 3 ... Lifting means, 6 ... Edge cutting member, 6k ... Notch part, 16 ... Rotation mechanism, r ... Ring, P ... Piston.
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