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"Perfectionnements apportés à des moyens de réglage pour pom- pes à débit variable du type à piston".
La présente invention concerne des pompes à pis- ton du genre comportant des cylindres disposés radialement et comprenant des moyens pour régler le débit de la pompe par va- riation de la course des pistons. Dans le type de dispositif de variation de course auquel 1'intention se rapporte, un élément de commande de course, tel qu'un excentrique, est sollicité de façon permanente vers sa position de débit maximum par un moy- en cédant élastiquement, qui est suffisamment fort pour mainte- nir l'élément dans cette position contre toute force de réac- tion survenant normalement, tandis que l'admission de fluide sous pression vers un servo-moteur pour déplacer ledit élément vers sa position de non débit, contre l'action dudit moyen é- lastique,
est commandée suivant les variations de la pression de débit de la pompe par rapprt à une pression normale déter- minée à l'avance.
Dans une pompe connue de ce type, l'action du moyen cédant élastiquement-est conçue de façon à être combat-
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tue par l'action, agissant sur un élément de piston, de la. dif- férence de pression produite dans un passage retréci qui, en sé- rie avec une soupape de non-retout chargée d'un ressort ou une soupape de réduction à chute constante mené, vers 1'échappement, depuis le point de débit de la pompe.
L'invention a pour but de munir une pompe à cylindres radiaux d'un dispositif de variation de course perfectionné, qui, quoique sim'ole dans la conception, fera varier de façon sûre le débit, de manière à maintenir la pression de débit pratiquement constante, et qui peut facilement être disposé de manière à agir également comme soupape de réduction ou de sûreté pour em- pêcher des augmentations soudaines de pressionlorsque le passa- ge de débit de la pompe est subitement coupé.
Suivant l'invention, une connexion entre le servo- moteur et une lumière d'admission, ou entre le servo-moteur et une lumière d.e dégagement, est disposée pour êtreétablie de manière sélective au moyen d'une soupape actionnée par une bu- tée mobile sous l'influence de la pression de débit contre une force élastique.
La force élastique maintenant normalement l'élement de commande de course dans sa position de débit maximum peut être pourvue d'un ressort, qui peut cependant être remplacé par une pression hydraulique agissant sur une butée convenable qui, si on le désire, peut être combinée à un dispositif de ressort.
L'invention est représentée à titre d'exemple aux dessins ci-annexés dans lesquels la fig.l est une coupe longi- tudinale à travers une pompe réalisant l'invention,tandis que la fig.2 est une coupe selon la, ligne A-B de la fig.l. La fig. à 3 est une vue de détail/plus grande échelle de la soupape. Les fig. 4,5 etontrent une soupape modifiée et représentent schématiquement différentes positions de la soupape par rapport au servo-moteur et à l'échappement. La fig. 7 est une représen- tation schématique.. de l'application indirecte de la charge de
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ressort par une liaison mécanique afin de maintenir pratique- ment la même pression de débit indépendamment de l'extension du ressort.
Si on se reporte d'abord aux fig. 1 à 3, 1 désigne l'enveloppe ou logement de pompe, 2 l'élément,de commande de course ou l'excentrique de la pompe constitue, dans la forme de réalisation particulière représentée, par une voie extérieure 2a et une voie intérieure 2b y tournant librement dans des paliers à rouleaux 2c, la voie extérieure étant suspendue à pivot dans le logement par un arbre 3 situé dans le logement.
4 indique une des séries de pistons de pompe sous la forme de billes mobiles dans des manchons ou chemiaes échangeables 5 représentera vissés dans les trous de cylindre du bloc de cylindre 6.7 est l'organe de soupape cylindrique avec l'entrée principale et les lumières de débit 7a et 7b respectivement.8 indique le piston du servo- moteur, mobile dans le cylindre 9 s'adaptant dans un bloc 10, le piston 8 butant contre la voie extérieure 2a, à une extrémi- té.11 indique un ressort agissant sur un piston 12 monté dans un cylindre 13 s'adaptant dans le bloc 10, le piston 12 butant contre la voie extérieure ou l'excentrique 2a à l'autre extré- mité de celui-ci.
L'excentrique 2 est maintenu dans sa position de dé- bit complet par le ressort 11.qui est dimensionné de telle façon qu'il dépasse.toute force de réaction sur l'élément de commande dans les limites de pression de la pompe. Contre le ressort, agit le piston 8 de servo-moteur hydraulique qui a des dimensions telles qu'il est capable de surmonter l'action du ressort plus toute force de réaction sur l'élément de commande.
L'admission de fluide sous pression au servo-moteur 8 est réglée par la sou- pape à piston 14( représenté en détails à la fig.3), qui est chargée au moyen d'un ressort 15.16 indique le circuit d'alimen- tation à partir du débit de la pompe, conduisant au moyen d'un passage 17 au cylibdre 13 et au moyen d'un passage'-au servo-mo-
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teur. Dans la disposition représentée, l'action du ressort 11 est combinée à l'action du fluide de pression dans le cylindre 13.
Dans une autre disposition, la pression hydraulique seule peut être utilisée etle ressort 11 supprimé quoique ceci n'assure- rait pas automatiquement le débit lorsqu'on opère dans des con- ditions de non-pression, tandis que dans une autre variante, le ressortseul peut être utilise et 18 connexion de mute pres- sion vers le cylindre 13 supprimée.
Si on se reporte à présent à la, fig.3, lorsque la pression dans le système, qui agit dans le passage 16, est en- dessous de la valeur normale, la soupape sera dans la position représentée, dans laquelle le piston de soupape14 repose contre l'arrêt 18a.Dans cette position, le servo-cylindre9 communique avec l'échappement par le passage 18 et un espace circulaire autour de la partie diamètre réduit 14a du piston de soupape 14 dans le forage 14b. L'action du ressort 11 etla pression du passage 161 qui par le passage 17 agit toujours dans le cylindre 10 déplacera donc l'excentrique vers sa. position de débit complet,
le liquide déplacé du cylindre 9 se rendant vers l'échappement 20 de la manière décrite. Lorsque la pression dans le système et dans le passage 16 atteint le, valeur normale, son action sur la piston de soupape 14 surmonte l'action du ressort 15 sur une distance suffisante pour permettre à la partie à diamètre en- tier du piston 14 da soupape, d'entrer dans le forage 14b et couper donc l'intérieur du servo-cylindre ',' de 1'échappement 20.
Si la pression monte encore, c'est-à-dire au-dessus de la valeur normale, le ressort 15 est comprimé davantage jusqu'à ce que le fluide provenant du passage 16 puisse entrer dans le servo-cylin- dre 9 par le passage 18 en passant par l'extrémité diminuée du piston 14 de soupape. Vu la différence de diamètre entre le servo-piston 8 et.
le diamètre intérieur du cylindre 13, l'action du fluide dans le servo-cylindre 9 surmonte l'action combinée du ressort 11 et l'effet de la pression dans le cylindre 13 et,
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par conséquent, le servo-piston 8 déplace, l'excentrique vers la position de non-débit jusqu'à ce que, par suite de la dimi- nution de débit, la pression de débit dans le passage 16 dé- croit suffisamment pour permettre au ressort 15 de se détendre et de déplacer le piston de soupape 14 vers une position dans laquelle l'alimentation en fluide à partir du passage 16 vers le passage 18 et le cylindre 19 est coupée.
Deux rainures 14c sont prévues dans le piston 14 de soupape et dispo-sées de ma- nière à communiquer l'une avec l'autre par le forage 14b.Dans le cas de réduction extrêmement brusque dans la consommation de fluide hydraulique, la pression de débit dans le passage 16 peut continuer à monter pendant l'action du servo-moteur 8. Si l'augmentation de pression est suffisante pour déplacer le pis- ton de soupape 14 jusqu'à ce que sa partie diminuée ou amincie atteigne presque le forage 14b, du fluide provenant du passage 16 à accès dans la rainure intérieure 14c, créant ainsi une liaison par cette rainure et la rainure extérieure 14c, vers l'échappement 20.
25 désigne, à la fig.l, une soupape de réduction de pression indépendante,chargée d'un ressort, mentionnée plus loin. Cette soupape est reliée par un conduit à la sortie prin- cipale 7b.Les fig. 4-6 montrent une autre disposition de soupa- pe auxiliaire.
Lorsque la pression dans le système se trouve sous la valeur normale, la charge de ressort sur la soupape à pis- ton 14 presse cette dernière dans la position représentée la fig.4.Dans cette position, un passage 18 du servo-moteur 8 est relié au passage d'échappement 20, réduisant ainsi la pression dans le servo-moteur. Le ressort 11 agissant sur l'organe de commande ou excentrique 2, ne recevant plus l'opposition du servo-moteur, garde l'élément de commande ou excentrique 2 dans
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la position de débit complet.
Lorsque la pression dans le système atteint la va- leur normale, la pression de débit, agissant sur l'extrémité du piston de soupape 14 contre son ressort 15, amène d'abord le piston de soupape 14 à interrompre la liaison entre le pas- sage 18 du servo-moteur et l'échappement 30.Dans un mouvement ultérieur, le piston de soupape 14 dépasse le passage 18, reli- ant ainsi au moyen de celui-ci et du passage 16, le côté de débit de la pompe au servo-moteur 8, ce qui correspond à la po- sition représentée à la fig. 5. Le fluide entrant dans le servo- moteur 8 effectue la compression du ressort de fonctionnement 11 à l'autre extrémité de l'excentrique ou élément de commande, déplace ce dernier et diminue le débit.
Si la diminution de débit n'est pas assez rapide pour adapter le débit de la pom- pe suz conditions de débitbrusquement changées, le piston de soupape auxiliaire 14 se déplace encore, de manière à libérer le passage d'échappement 20 et à établir la communication entre le débit de pompe et le passage d'échappement 20 de façon que dans ce cas, la soupape auxiliaire agisse comme une soupape de réduction de pression .
Cette position est indiquée à la fig. 6. Pendant l'action de réduction de pression de la soupape 14, la pompe du servo-rnoteur 8 continue a, être excitée de façon que le débit de la pompe soit graduellement diminué suivant les conditions extérieures jusqu'à ce que la chute du débit amène la pression à être rétablie à la normale. Le piston de soupape 14, dans ces circonstances, ferme la Saison entre le débit de la pompe et l'échappement 20 et, ensuite¯,¯ ferme le passage en- tre le débit et le servo-moteur. Un effet de réduction de pres- sion similaire peut être obtenu avec le soupape représentée à la fig.3 en prévoyant un canal 14c communiquant avec la partie à diamètre réduit 14a.
Dans des conditions particulièrement sévères comprenant des augmentations de pression très brusques, lorsque,
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par suite de l'inertie du piston de soupape 14, le canal 14a ne s'ouvre pas suffisamment rapidement, la soupape de réductio n de pression 25, qui a une surface comparativement grande et une petite amplitude de mouvement s'ouvre vers l'échappement. Cette soupape de réduction indépendante est, de préférence, réglée de manière que dans des conditions normales de travail, elle res- te fermée.
Si en ceas de changement dans des conditions exté- rieures ou intérieures, le débit de la pompe est trop petit pour maintenir la pression normale, la soupape auxiliaire 14 recule vers la position représentée à la fig. 4, ouvrant ainsi le passage 18 du servo-moteur vers l'échappement; le ressort 11 agissant contre le servo-moteur augmente ensuite le débit de la pompe jusqu'à ce que la pression,qui augmente ramène le pis- ton de soupape 14 dans la position de pression normale dans la- quelle la connexion entre le servo-moteur et le passage de dé- bit est interrompu par le piston de soupape 14 mettant hors d'action le passage 18.
Oomme on l'a indiqué aux fig. 4 et 5', un organe d'étranglement 23 peut être interposé dans la connexion vers l'échappement.
Le ressort 15 agissant sur le piston de soupape 14 peut être comparativement faible, permettant ainsi dans des dimensions raisonnables l'emploi d'un ressort, dont la force va- rie seulement légèrement dans la longueur requise de course, ce qui réduit" donc à un minimum l'intervalle de pression entre les positions de débit complet et de non-débit.
Si des limites très étroites pour la variation de pression doivent être prévues, le dispositif peut être amélio- ré par application au piston de soupape 14, d'une disposition de ressort agissant indirectement, dans laquelle le ressort agit par un dispositif à came ou à levier d'une manière telle
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que l'augmentation de la charge du ressort, lorsque le piston de soupape 14 approche de sa position de réduction de pression, set partiellement compensée par des variations dans le rapport du bras de levier entr la soupape et le res- sort.
Une telle disposition est illustrée schématiquement à la fig.7 dans laquelle une articulation mécanique 22 est repré- sentée interposée entre le piston 14 de soupape et une paire de ressorts 15.
Au lieu de disposer une résistance d'étranglement hy- draulique dans le passage allant du dispositif à soupape vers l'échappement, une tendance au ballottementpeut être d'une autre faon contrebalancée par introduction d'une telle résis- tance dans le passage depuis le débit de pompe jusqu'au servo- moteur hydraulique. Dans ce cas, le passage entre le servo-mo- teur hydraulique et l'échappement aura, de préférence, une ré- sistance hydraulique aussi petite que possible. Bien que ce dispositif rende l'adaptation du débit vers le coté inférieur quelque peu paresseuse, aucune pression en excès ne se pro- duira, à cause de l'action de réduction de pression de la sou- pape auxiliaire.
REVENDICATIONS. l.Un dispositif de variation de course du type men- tionné pour pompes à mouvement de va-et-vient, à débit variable, à cylindres radiaux, dans lequel une connexion entre le servo- moteur et une alimentation ou entre le servo-moteur et une lu- mièrede dégagement est disposée de manière à être établie sélec tivement au moyen d'une soupape actionnée par une butée mobile, se déplaçant sous l'influence de la pression de débit contre une force''élastique.
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"Improvements made to adjustment means for piston-type variable-flow pumps".
The present invention relates to piston pumps of the kind comprising cylinders arranged radially and comprising means for adjusting the flow rate of the pump by variation of the stroke of the pistons. In the type of stroke variation device to which the intention relates, a stroke control member, such as an eccentric, is permanently biased towards its position of maximum flow by a resiliently yielding means, which is. strong enough to hold the element in this position against any reactive force normally occurring, while the admission of pressurized fluid to a servo motor to move said element to its no-flow position, against the action of said elastic means,
is controlled according to the variations of the flow pressure of the pump in relation to a normal pressure determined in advance.
In a known pump of this type, the action of the elastically yielding means is designed so as to be combative.
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kills by the action, acting on a piston element, of the. pressure difference produced in a constricted passage which, in series with a spring loaded non-return valve or constant drop reducing valve driven, to the exhaust, from the flow point of the pump.
The object of the invention is to provide a radial cylinder pump with an improved stroke variation device, which, although simple in design, will reliably vary the flow rate, so as to maintain the flow pressure substantially. constant, and which can easily be arranged so as to act also as a reduction or safety valve to prevent sudden pressure increases when the flow of the pump is suddenly cut off.
According to the invention, a connection between the servo motor and an intake lumen, or between the servo motor and a clearance lumen, is arranged to be selectively made by means of a stop actuated valve. movable under the influence of flow pressure against an elastic force.
The elastic force normally maintaining the stroke control element in its maximum flow position can be provided with a spring, which can however be replaced by hydraulic pressure acting on a suitable stopper which, if desired, can be combined. to a spring device.
The invention is shown by way of example in the accompanying drawings in which FIG. 1 is a longitudinal section through a pump embodying the invention, while FIG. 2 is a section along line AB of fig.l. Fig. at 3 is a detail / larger scale view of the valve. Figs. 4,5 show a modified valve and schematically show different positions of the valve with respect to the servomotor and the exhaust. Fig. 7 is a schematic representation .. of the indirect application of the charge of
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spring by a mechanical link in order to maintain practically the same flow pressure regardless of the spring extension.
If we first refer to fig. 1 to 3, 1 designates the casing or pump housing, 2 the stroke control element or the eccentric of the pump constitutes, in the particular embodiment shown, by an outer path 2a and an inner path 2b y rotating freely in roller bearings 2c, the outer track being pivotally suspended in the housing by a shaft 3 located in the housing.
4 indicates one of the series of pump pistons in the form of movable balls in exchangeable sleeves or liners 5 will represent screwed into the cylinder holes of the cylinder block 6.7 is the cylindrical valve member with the main inlet and the ports of flow rate 7a and 7b respectively. 8 indicates the piston of the servomotor, movable in the cylinder 9 fitting into a block 10, the piston 8 abutting against the outer path 2a, at one end. 11 indicates a spring acting on a piston 12 mounted in a cylinder 13 fitting into the block 10, the piston 12 abutting the outer path or the eccentric 2a at the other end thereof.
The eccentric 2 is held in its full flow position by the spring 11 which is dimensioned such that it exceeds any reaction force on the control element within the pressure limits of the pump. Against the spring, acts the hydraulic servomotor piston 8 which has dimensions such that it is able to overcome the action of the spring plus any reaction force on the control element.
The admission of pressurized fluid to the servomotor 8 is regulated by the piston valve 14 (shown in detail in fig. 3), which is loaded by means of a spring 15. 16 indicates the supply circuit. tation from the pump flow, leading by means of a passage 17 to the cylinder 13 and by means of a passage'-to the servo-motor
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tor. In the arrangement shown, the action of the spring 11 is combined with the action of the pressure fluid in the cylinder 13.
In another arrangement, hydraulic pressure alone can be used and spring 11 omitted, although this would not automatically ensure flow when operating under non-pressure conditions, while in another variant the spring only can be used and the pressure mute connection to cylinder 13 removed.
Referring now to, fig. 3, when the pressure in the system, which acts in passage 16, is below the normal value, the valve will be in the position shown, in which the valve piston 14 rests against the stop 18a. In this position, the servo cylinder 9 communicates with the exhaust through the passage 18 and a circular space around the reduced diameter portion 14a of the valve piston 14 in the borehole 14b. The action of the spring 11 and the pressure of the passage 161 which through the passage 17 still acts in the cylinder 10 will therefore move the eccentric towards its. full flow position,
liquid displaced from cylinder 9 to exhaust 20 in the manner described. When the pressure in the system and in the passage 16 reaches the normal value, its action on the valve piston 14 overcomes the action of the spring 15 for a sufficient distance to allow the full diameter part of the piston 14 to be released. valve, to enter the borehole 14b and thus cut the interior of the servo-cylinder ',' of the exhaust 20.
If the pressure rises further, that is to say above the normal value, the spring 15 is compressed further until the fluid from the passage 16 can enter the servo-cylinder 9 through the passage 18 passing through the diminished end of the valve piston 14. Given the difference in diameter between the servo-piston 8 and.
the internal diameter of cylinder 13, the action of the fluid in the servo cylinder 9 overcomes the combined action of the spring 11 and the effect of the pressure in the cylinder 13 and,
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therefore, the servo-piston 8 moves the eccentric to the no-flow position until, as a result of the decrease in flow, the flow pressure in passage 16 decreases sufficiently to allow spring 15 to relax and move valve piston 14 to a position in which the supply of fluid from passage 16 to passage 18 and cylinder 19 is shut off.
Two grooves 14c are provided in the valve piston 14 and arranged so as to communicate with each other through the borehole 14b. In the case of an extremely sudden reduction in the consumption of hydraulic fluid, the pressure of flow in passage 16 can continue to rise during the action of the servomotor 8. If the increase in pressure is sufficient to move the valve piston 14 until its diminished or thinned part almost reaches the borehole 14b, of the fluid coming from the passage 16 to access in the internal groove 14c, thus creating a connection by this groove and the external groove 14c, towards the exhaust 20.
25 denotes, in fig.l, an independent, spring loaded pressure reducing valve mentioned later. This valve is connected by a conduit to the main outlet 7b. Figs. 4-6 show another auxiliary valve arrangement.
When the pressure in the system is below the normal value, the spring load on the piston valve 14 presses the latter into the position shown in fig. 4. In this position, a passage 18 of the servomotor 8 is connected to the exhaust passage 20, thereby reducing the pressure in the servomotor. The spring 11 acting on the control member or eccentric 2, no longer receiving the opposition of the servomotor, keeps the control element or eccentric 2 in
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the full flow position.
When the pressure in the system reaches the normal value, the flow pressure, acting on the end of the valve piston 14 against its spring 15, first causes the valve piston 14 to interrupt the connection between the passage. 18 of the servomotor and the exhaust 30. In a subsequent movement, the valve piston 14 protrudes through the passage 18, thus connecting by means of this and the passage 16, the flow side of the pump to the servomotor 8, which corresponds to the position shown in FIG. 5. The fluid entering the servomotor 8 compresses the operating spring 11 at the other end of the eccentric or control element, displaces the latter and decreases the flow.
If the decrease in flow is not fast enough to adapt the pump flow to the suddenly changed flow conditions, the auxiliary valve piston 14 moves further, so as to free the exhaust passage 20 and establish the flow. communication between the pump flow and the exhaust passage 20 so that in this case the auxiliary valve acts as a pressure reducing valve.
This position is shown in fig. 6. During the pressure reducing action of the valve 14, the servo-motor pump 8 continues to be energized so that the pump output is gradually decreased according to the external conditions until the pressure drop. flow brings the pressure back to normal. The valve piston 14, in these circumstances, closes the season between the pump flow and the exhaust 20 and, then, ¯ closes the passage between the flow and the servo motor. A similar pressure reducing effect can be obtained with the valve shown in Fig. 3 by providing a channel 14c communicating with the reduced diameter portion 14a.
Under particularly severe conditions including very sudden increases in pressure, when,
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As a result of the inertia of the valve piston 14, the channel 14a does not open sufficiently quickly, the pressure reducing valve 25, which has a comparatively large area and a small amplitude of movement, opens towards the exhaust. This independent reduction valve is preferably adjusted so that under normal working conditions it remains closed.
If in any event of change in external or internal conditions, the pump flow rate is too small to maintain normal pressure, the auxiliary valve 14 moves back to the position shown in fig. 4, thus opening the passage 18 from the servo motor to the exhaust; the spring 11 acting against the servomotor then increases the flow rate of the pump until the pressure, which increases, returns the valve piston 14 to the normal pressure position in which the connection between the servo engine and the flow passage is interrupted by the valve piston 14 disabling the passage 18.
As indicated in fig. 4 and 5 ', a throttling member 23 can be interposed in the connection to the exhaust.
The spring 15 acting on the valve piston 14 can be comparatively weak, thus allowing within reasonable dimensions the use of a spring, the force of which varies only slightly in the required length of stroke, thus reducing "to a minimum of the pressure interval between the full flow and no-flow positions.
If very narrow limits for the pressure variation are to be provided, the device can be improved by applying to the valve piston 14 an indirectly acting spring arrangement, in which the spring acts by a cam or cam device. lever in such a way
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that the increased spring load as the valve piston 14 approaches its pressure reducing position is partially compensated for by variations in the ratio of the lever arm between the valve and the spring.
Such an arrangement is illustrated schematically in FIG. 7 in which a mechanical articulation 22 is shown interposed between the valve piston 14 and a pair of springs 15.
Instead of providing a hydraulic throttle resistor in the passage from the valve device to the exhaust, a sloshing tendency can be counterbalanced in another way by introducing such resistance into the passage from the exhaust. pump flow to hydraulic servomotor. In this case, the passage between the hydraulic servomotor and the exhaust will preferably have as little hydraulic resistance as possible. Although this device makes the downward flow adjustment somewhat lazy, no excess pressure will occur, due to the pressure reducing action of the auxiliary valve.
CLAIMS. 1. A stroke variation device of the type mentioned for reciprocating, variable displacement, radial cylinder pumps, in which a connection between the servo motor and a power supply or between the servo motor and a relief light is so arranged as to be selectively established by means of a valve actuated by a movable stopper, moving under the influence of the flow pressure against an elastic force.