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Pompe à deux volumes. la prévsente invention concerne d'une manière générale les pompes à déplacements positifs variables du type à piston animé d'un mouvement alternatif, et elle concerne plus particulièrement les dispositifs de contrôla à déplacement variable pour pompes de ce type.
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Une telle pompe présente une enveloppe ou carter dans lequel un bloc cylindres est monté de manière à recevoir le dit mouvement alternatif axial. Le bloc cylindres présente une pluralité de cylindres de pompe se prolongeant à travers ce bloc en direction parallèle à l'axe du. mouvement alternatif et les pistons sont ontés à l'intérieur de chacun des alésages du cylindra et sont soumis à un mouvement alternatif par un mécanisme d'actionnement du type à plaque oscillante.
Du fluide à l'intérieur du carter de la pompe s'écoule à travers une encoche ou lumière de remplissage dans le bloc cylindres quia 'ouvre dans l'alésage du cylindre. La lumière est découverte par le piston pendant la partie postérieur* de la course afin de permettre au fluide d'entrer et de remplir l'alésage du cylindre. A mesure que le piéton se meut vers l'avant, le fluide à l'intérieur de l'alésage du cylindre est forcé vers l'arrière et vers l'extérieur à travers l'encoche de remplissage jusque ce que le piston couvre et ,-ferme cette lumière, après quoi le restant du fluide à l'intérieur de l'alésage du cylindre est forcé vers l'extérieur le long d'une soupape d'arrêt pour pénétrer dans une lumière de sortis ou évacuation.
Le déplacent effectif de cette pompe *et contrôlé par un mouvement axial du bloc cylindres pour faire varier le point pendant la course du piéton auquel la lumière est farinée. Ainsi, le déplacement effectif de la pompe peut varier depuis un maximum, substantiellement égal au déplacement de toutes les courses de piston, jusqu'à zéro.
Ces dispositifs connue présentent égaleront un mécanisme de contrêle adapté à déplace le bloc cylindre. en réponse à la pression régnant dans la lumière de sortie,
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de manière à faire varier le déplacement effectif de la POMP* afin de maintenir une pression de sortie substantiellement constante. Ainsi,' tandis que le déplacement ou volume effectif de puissance du fluide varie selon la charge appliquée sur le système hydraulique, la pression de sortie reste constante au niveau réglé de la pression à moins que la demande ne dépasse
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la capacité ub xi mura de la pompe.
L'un des objets principaux de la présente irventlon est de prévoir une pompe à déplacement variable ayant un
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système de contrôle qui répond à. la pression lcsqu'i.l est actionné, pour réduire le déplacement effectif de la pompe
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jusqu'à un niveau prédéterminé inférieur au maximum eu réponse à une pression inférieure à la pression réglée maximum de mortte de la pompe et à maintenir et déplacement réduit indépandanment d'une nouvelle augmentation de la pression de sortie.
Un autre objet de la présente invention est de prévoir
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une pompe à déplacement positif à deux volumes, actionnables do manière à produire un volume élevé à basse pression et un volume relativement bas à pression élevée, et dans laquelle les changements des caractéristiques de la pompe dépendent de la daman de effectuée sur le système.
Un autre objet de la présente invention est de prévoir une pompe telle que décrite dans l'alinéa précédent, ayant un premier contrôla répondant à la pression, adapté à réduire le volume effectif de puissance depuis la niveau de volume élevé jusqu'à un niveau de volume bas en réponse à une augmentation de la pression de sortie au-delà d'un niveau de pression relativement bas, et ayant un deuxième contrôle répondant à la pression actionnable de manière il.
limiter la pression maximum de puissance de la pompe par le fait qu'on réduit le volume effectif de puissance en-dessous du niveau de volume
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bas déterminé par le premier contrôla, et 4 ldSih(in1"' o.i"U
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pression maximum su si longtemps que la demande eur la
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pompe ni:
,> nécessite pae une augmentation de volume au-doseun du niveau de volume déterminé par le premier contrôle,
D'autres objets et avantagea de la présente invention apparaîtront de suite aux spécialistes dans cette technique lorsqu'ils auront compris le mode préférentiel de réalisation de l'invention telle qu'illustrée dans le dessin, lequel est une vue longitudinale em coupe d'une pompe selon la présente invention. la pompe comprend un carter 10 qui généralement est
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cylindrique et enferme une chambre à floido 31 à l'intérieur de laquelle se trouva le mécanisme de la pompe.
Une admission 12 est formée sur la paroi du carter de la pompe pour
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hors d'un réservoir do pdn4t>ier 7.'une des extrémités, le Il hors d'un réservoir approprié.. l'une des extretëa, le carter 10 est fermé par une plaque d'extrémité 14 sur laquelle se trouve fixé un couvercle d 'extrémités 15. Ce couvercle 15 et la plaque d'extrémité 14 sont fixés au carter 10 au moyen de vis appropriées 16. Le couvercle d'extrémité 15 est muni
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d'une chambre de sortie 18 destinée ?c dtrs connectée avec le restant du système hydraulique.
A loextié.4té opposée, le carter de pompe lu présenta une paroi d'extrémi1;é 21 ayant une ouverture 22 située oent1:aleentt à travOB laquelle un arbre moteur 4 fait saillie.
Cet arbre moteur 24 passe et travers un organe d 'act10lUiO/fnt 26 auquel sil est fixé de manière non-rotative au moyen d'uns connexion à rainure 25. t'arcane d'aotiol11WliIGnt 2u est monté à rotation dans un ensemble, (le support 27 monté sur la paroi d'extrémité 21 et présente une face obliqua 2y de laquelle un moyeu 30 fait saillie. Une planue oscillante 32 est montée
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sur la face oblique 29 et sur la moyeu 30 au moyen de
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Couetinots 51 Ainsi, lorsqu'on fait tourner l'organe 26 par l'arbre moteur 24, le nouveuient de la face oblique 29 et du moyeu 30 produit 1'oscillation de la plaque 32 autour de. l'axe de l'arbre moteur.
Afin d'empêcher la nalque 32 de tourner par rapport au carter de pompe 10. ce carter
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présente un goujon 34 en saillie, sur lequel se trouve guldd à rotation un bloc de guidage 35. Ce bloc de guidage 35 vient @
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en engagement avec les cotés d'un organe en forme de chfJ.naL/1.ô monté à l'intérieur du carter de pompe, LEtjoloo de gU²6' 3 est ainsi empêché de se mouvoir d'un }w't1veJll8nt ;al,/','.szatit le long de l'axe de4.'or,gan9 zig eJYforI!\8 de cj3<nal et empêche de manière positive toute rotation de la plaque oscillante 32.
Un guide tubulaire 40 ayant un alésage creux 41 disposé concentriquement dans ce guide, fait saillie de la
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plaque d'extrémité 14 coaxialement avec l'arbre moteur 24.
A l'extréMité externe du guide tubulaire 40 se trouve montée une plaque d'arrêt 43 ayant une tige creuse 44 montée dans l'extrémité de l'alésage 41. Une buselure de support 46 est montée à l'intérieur de la tige creuse 44 pour supporter la partie pilote d'extrémité 47 sur l'arbre moteur 24.
Un bloc cylindres 50 cet supporté à coulissement sur le guide tubulaire 40 de manière à recevoir un mouvement axial
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alternatif entre la plaque d'arrêt 43 et la plaque dtextréiaitd 14. Pour empêcher larotation du bloc cylindres 50 sur la guide tubulaire 40, le bloc cylindres présente une-cheville 52 qui vient en engagement avec une encoche longitudinale 53 formée sur la surface externe du guide tubulaire 40.
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Le bloc cylindrée 50 présente une pluralité d'alésages cylindriques 55 disposée à distance égale autour du bloc cylindrée. Cas alésages de cylindre 55 emt un diamètre uniforme et s'étendent d'une extrémité à l'autre à travers le bloc cylindres parallèlement à l'axe. Une encoche de remplissage 56 eet formée sur la périphérie externe du bloc cylindres 50 entre les extrémités et s'ouvre dans chacun des alésages de cylindre 50 pour servir de lumière d'admission pour admettre le fluide de la chambre de pompe 11.
Puisque tous les alésages de oylindre et leurs parties associées sont identiques quant à la structure et au fonctionnemets.un seul alésage de cylindre a été montré dans le dessin, et il sera décrit ci-après en d étail.
Un piéton 58 est monté dans l'alésage de cylindre 55 à l'extrémité adjscene à la plaque d'arrêt 43. Le piéton 58 présente une portion tubulairo 59 en forme de jupe qui s'étend vers l'extérieur à travers une ouverture appropriée formée dans la plaque d'arrêt 43 vers la plaque oscillante 32.
Le piston présente une tête 60 qui s 'étend jusque dane une position adjacente à l'encoche de remplissage ou lumière 56 lorsque le piston ee trouve en position rétractée et que le bloc cylindres se trouva dans la position de volume de puissance maximum adjacente à la plaque d'arrêt 43, comme illustré dans le dessin. Un reaort hélicoïdal de compression 62 entoure la jupe de piston 59 et vient -buter à l'une de see extrémités contre la plaque d'arrêt 43 et à l'autre extrémité contre une bague de retenue 63 fixée sur l'extrémité de la jupe de piston.
Une tige de compression
65 ont placée à l'intérieur de la jupe tubulaire de piston 59 et présente une extrémité sphérique 66 s'appuyant sur la partie inférieure de la tête de piston 60. L'autre extrémité de la tige 65 présente la forme d'un autre extrémité sphérique 67 qui vient s'adapter dans une encoche 68 en forme
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de coupe/sur la plaque oscillante 32, Ainsi, on voit
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que par la rotation de l'arbre moteur 24 et organe d 'actionné- ment 26, la plaque oscillante 32 oscille pour imprimer un mouvement alternatif au piston 58 à l'intérieur de l'alésage de cylindre 55, avec un mouvement sinusoïdal.
Un piéton de réaction 70 est monté dans l'extrémité de 1'alésage de cylindre 35 situé en face de celui contenant le piston 58. Le piston de réaction 70 présente un alésage
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creux 71 passant h travers pour conduire le fluide dit l'intérieur de l'alénare de cylindre 55. Le piston do réaction 70 s'étend dans un contre-alésage 72 à l'intérieur de la plaque d'extrémité 14 où ella fait
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contact de butée en surface avec une lumière 75 fixage â l'intérieur d'une chambre 74 foraéc dans le couvercle d' extrémité 15.
Un :ressort hélicoïdal de compression 77 entoure le piston de réaction 70 et vient buter à l'une de oeil extrémités oontre le bloc cylindres 55 et à l'autre extrémité
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contre un dispositif de retenue ressort 78 fixé sur l'extrémité du piston de réaction 70 adjacent à la lumière 75.
Ainsi, la ressort de compression 77 sert non seulement à forcer le piston de réaction de venir en contact de i'er#eïur avec l'orgE.ne à. lumière 75 ua1e égalaient par son effort de réaction il force le bloc cylindres 50 vers la plaque d'arrêt 43. Un voi ainsi que le bloc cylindres 5u est forcé dans cette direction par un effort égal à la somme des efforts de toua les reports de compression entourant les pistons de réaction associés aux autres alésages de cylindre dans le bloc cylindres.
L'organe de lumière 75 présente un alésage 80 qui se trouve en alignement axial avec l'alésage 71 dans le piston
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de réaction 7D. L'extrémité de l'alésage 8u éloignée du piston de réaction 70 est fermée par une plaque de aoupapu d'arrêt 81 mise sous tension contre l'organe de lumière par
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un ressort de coiapi-eseion te supporté à. l'intérieur d'une onze 83 dans la chambre 74.
Un pascale 84 mène de la chambre 74 vere la chambre de sortie 18. De ce qui précède, on voit
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nut mesure que le pifaton 58 ce meut vars le piston de réaction 70 sur sa course avant, ou de pompage, le fluide dans l'alésage de cylindre est forcé de passer à travers l'alésage 71 dans le piston de réaction, le long de la plaque de soupape d'arrêt 71, dans la chambre 74 et de là à travers le
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passage a4lvere la chambre de sortie 1.
Le volume, effectif de puissance de la pompe est contrôle en dé pinçant la position axiale du bloc cylindres 50 et ainei l'encoche de remplissage ou lumière d'adtaission 56 par rapport au carter de la pompe A Mesure que le piéton 58
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se meut vers l'avant, aunal longtemps flue la lumière l'est. découverte par la tête'du piston 60. le fluide dans la chambre sera force de sortir par la lumière 56 dans la chambre de pompe 11 puisque la pression dansle cylindre
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eus insuffisante pour déplacer la plaoue de soupape dtarrdt Ut peur l'dl;.irrrr de l'organe à lumière 75 sous l'effort de mise sous 'cens! on du reero rt bzz. Après que la tête de piston.
60 a dépassé la lumière 56, la lumière est fermée et la partie restante de la courue de piéton force le fluide à entrer
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dans 1#8168ui,'O rïo cylindre le long de la valve d'arrêt pour arriver dans la chaMbre d'évacuation. luif/qu'et'clm fluide n'est pompé dans lflhabl'e d'évacuation le ju:'qu th ce que la lumière 56 soit couverte, le 10UVOlaollt..du bloc cjlindrea 'JV pour déplacer la l,orition clo la lli!.1iro 56 par ra.port it. la course du piston tara varier le volume effectif de 1'ulr,[-Brleo de :La pompe.
Ainsi qua montré dans le dessin, aven le bloc do à cylindre 5u en position adjacents à la ,lu'fue d'arrêt 43j la lUIlli.b,'o zizi, sera i"erl.1éo 1 )11du}lt la partie initiale do 7.ci courne et pratique mont tonte la longueur de la courte do jdnton est utilisée pour pomper du fluido c1ar1f la ct:\I.Ih1."O d'évacuation 1:
. 'routsfuis,
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lorsque le bloc cylindres 50 est déplacé ver As plaque d'extrémité 14 de sorte que la lumière 56 n'est s fermée par la tête de piston 60 qu'à l'extrême partie de la courte du piéton, ou bien n'est pas fermée du tout, pratiquement tout le fluide pompé par le Mouvement du
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piston t3 revient dans la chambre de pompa 11 et aucun fluide n'eat pompé dans la lumière d évacuation 18 Ainsi,
laoaition axiale du bloo cylindres 50 détermina la volume effectif de puissance de la pompe et on peut faire varier oe volume de puissance depuis une valeur Maximum jusqu'il zéro au moyen de dispositif a appropriés de contrôla pour mettre le bloc
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cylindre g4n position.
L'un des dispositifs da contrôle pour déplacer la position du bloc cylindres 50 est monté à l'intérieur de l'extrémité de la plaque 14 Art le guide tubulaire 49
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et sa méthode de fonctionnement est bien:oonnue. La plaque dlextrémit6 14 présente une encolure , 87 qui s'étend jusque dans la chambre d'évacuation 18, par rapport à
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laquelle elle "est scellée autour de sa périphérie externe par une baue de scellement appropriée 88 en forme de 0, Un
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alésage axial ü passe à travers l'encolure 8fi et placue dlextrél4té 14 entre la chambre d'évacuation 18 et 1..té1ace 41 dans le guide tubulaire 40.
Une bobine de valve 92 est fixée à coulissèrent dans l'alésage axial 90 et présente une cxtrérait6 93 oxposée à la pression à l'intérieur de la chambre d'évacuation 18. la bobine 92 présente également des rainures annulaires externe et interne 94 st 95 respectivement, qui définissent entre elles une partis plate 96. Un passage 98 s'étend obliquement à travers l'encolure 87 pour connecter la chambre d'évacuation 18 avec la rainure annulaire externe 94.
Une lumière annulaire 100 est fermée dans l'encolure 87 autour de la partie 96 et est connectée par un passage 101 avec l'alésage 41
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formé dans le guide tubulairo 40, Un passade deJra1nage 10g panne à travers la plaque d'extrémité 14 entre la rainure ne annulaire 1nte/'35 et la chambre 11 du 0 arter de la pompe,, La bobine de valve 92 passe dans une partie
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'## de chambra 103 de l'alésage 41 à l'intérieur du guide tubulaire 4m. où elle est fixée 4 une butée à ressort 104.
L'n ressort helioûfdal tre compression de contrôle 105 eat jais en pos tion dans 1 ohambre 103 de maniëre 4 venir buter à l'une de ses extrét6a contre la butée ds ressort 104 et à l'autre extrdait6 contre un tampon .c6 qui forme l'autre extrémité de la chambre 103 et est Maintenu en position dans l'alésage 41
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au moyen d'une bague appropriée A déclic 10', Un alésage radial passe à travers la paroi du guide tubulaire 40 pour connecter le chambre j3 avec un r.asaap;
e réduit lfj9 formé aur la périphérie externe du guide tubulaire 40. Le passage réduit 109 communiqué avec un contre-alésage 111 formé sur le bloc cylindre. 50 autour du guide tubulaire 40. Une chambre 112 cet
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formée dans le contre -a lé sage 111 et est fermée au moyen d'un piston annulaire 114 fixé sur le guide tubulaire 40
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au moyen d'une bague h déclic 115.
Le mode de fonctionne tient de ce dispositif de contrôle est comme suit t
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la bobine de valve 92 est norMiejaent mise sous tension vers la chambre d'évacuation 18par .la force du ressort de . compression 105 et par la force de la pression fluide à l'intérieur de la chambre 103 agissant sur la surface effective de la section de la bobine de valve.
La chambre 103 est connectée à travers un pacage 101 avec une lumière annulaire 100, et puisque la bobine 92 est dans uen position versis gauche, la partie plate 6 s'est délacée de telle manière
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que la lumière annulaire 100 se trouve connectée avec la rainure interna 95, laquelle son tour est connectée avec la chambre 11 du carter de pompe par la passage de
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ratinage 102.
La pression à l'intérieur de la chambre 10i est déterminée pnr la force appliquée sur le bloc de cylindre 50 par les ressorts de compression 77 ayant tendance à réduire le volume de la chambre 112 et à forcer le fluide dans la chambre 103 et de là de retour dana la chambre du carter de pompe Il* Cela fait que lorsqu'il n'y a pratiquement pas de pression dans la chambra d'évacuation 18, le bloc cylindre* 50 se trouvera dans la position de droite ou de emplacement maximum indiquée dana le dessin.
Lorsque la pompe est en fonctionnement et que la pression fluide s'accumule à. l'intérieur de la chambra d'évacuation 18, cette pression agit sur 1'extrémité exposé* de la bobine de valve 93 et tend à forcer la bobine de valve 92 vers la droite contre l'effort de compression ou ressort de contrôle lC5 et contre la pression fluide régnant dans la chambre 103. Lorsque la pression de la chambre
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d'évacuation dépasse un niveau déterminé d'avance, impoié par la force du ressort de contrôle 105 la bobine de valve 92 sera déplacée dans la position de droite dans lamelle la
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rainure externe 94 est en communication avec la lunière annulaire 100,
Dans cette position, la pression relativement élevée régnant dons la chambra d'évacuation 18, 1,,anqela papar le passai 9S vers la rainurefinnulairc externe 94 et de là dans la lumière annulaire lOU ot par le passais 101 dans la chambra 10.1. La fluide passera alors du la el3/)& 1tu par l'alésage radial ou Ilhltièro lvô le long do la partie de passage réduit 109 dans la chambra 112. Et) pression fluide dans la chambra 112 agit alors sur la surface effective de
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oontreléBal:
O 111 pour déplacer le bloc cylindres 5u vers la plaque d'extrémité 14 contra la force des ressorts de comprasnioy 77. risque la pression fluide à 1 fint$rloul' de la
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chambre d'évacuation 18 est tout-à-fait élevée par rapport ruz l'effort qui est exercé par les ressorts de compression 7, le bloc cylindres 50 ne déplacera dans cette direction pour réduire Je volume effectif de puissance de la pompe de la manière décrite ci-dessus.
Lorsque le volume affectif de puissance est réduit de sorte que la pression de la chambre
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d*évacuation revient à son niveau p:\"édétarln1né, la force du reunort de compression z et la prriaaion fluide à l'intérieur deaohaabres lui et 112 déplacera la bobine de valve 92 et.. arrière dans la position neutre montres dans le dessin, dans laquelle la lumière annulaire luu est bloquée par la partie 96
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et du fluide n'entre .sa dans Ion chambres 1 et 112 et n'en sort pas. la pompe présente un deuxième mécanisme de contrôle pour déplacer la position du bloc cylindres 50 pour faire varier le volume effectif de puissance de la pompe.
Une tige 120 s'étend parallèlement à l'axe de la pompe dans la ,oaition inférieure du carter de pompe et est supportée à
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coulis Refont dans un couBtlinot 121 à l'extrémité adjacente à la planue utcillâtitu 2. la ti;;e l2u passe à travers une ouverture foruée dans la plaque d'extrémité 14 dans un alésage 123 formé dans le couvercle d'extrémité 15 où il eat supporté à
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oau',l3.erre,;zent dalla un deuxième oOllanil1ot Uri jou 1*5 est fixé h la ti#;N coul.iaaent 1,4"ij ; côté ±lu cousninet 121 et posée autour d'une partie réduite bzz du bloc cylindrée 5u.
Un i3au7.ersent de butée 121' cet formé sur le bloc cy3iticjxes 1)u
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tldjaoent fi la partis réduite 127 pour s'appuyer contre le joug 125.
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Un tampon 130 est fixé au moyen d'un filetage dans l'extrémité externe de l'alésage 123 du couvercle 15. Une bielle 132 est fixée à la tige coulisant te 120 par une cheville appropriée 131 et s'étend jusque dans l'alésage creux 135 formé dans le tampon 130 où il est supposé dans une buselurs de coussinet 133. la bielle 132 présenta une partie de piéton 136 supportée à coulissement dans l'alésage 135 et faisant on oontaot de scellement avec celui-ci au moyen d'un scellement annulaire 137 en fora de 0. Une lumière 139 est prévue dans le tampon 130 pour communiquer avec l'alésage 135 sur le cote interne du piston 136.
Des tubulurea appropriées 140 connectent la lumière 139 avec la chambre d'évacuation 18 de telle aorte que la pression à l'intérieur da la chambre d'évacuation 18 est à tous moments transmise directement à la lumière 139 pour exercer un effort sur la face inférieure du piston 136/.
On peut voir que le piston 136 présente une surface efficace égale à la surface différentielle entre l'alésage 135 et la bielle 132. La pression agissant sur cette surface tend à forcer la bielle 132 et ainsi la tige coulisseante 120 vers la gauche, coma@ montré dans le dessin. Le mouvement de la tige 120,,dans cette direction tait que le joug 125 s'appuie contre l'épaula ment 128 et force le bloc cylindres 50 vers la plaque d'extrémité 14 centre l'effort exerce par des ressorts de compression 77. On voit ainsi que lemouvement do la tige coulissai te 12U,et dès lors du bloo cylindres 50.
dépend uniquement de la balance entre l'effort de la pression fluide à l'intérieur de l'alésage 135 et l'effort de mise sous tension des ressorts 77. puisque le joug 125 ne s'appuie que contre la butée 128, le mouvement de la tige 120 n'est exerce que pour déplacer le bloo cylindrée 50 vers le couvercle d'extrémité 14 et n'agît pas pour déplacer le bloc cylindrée 50 en direction opposée vers la plaque d'arrêt 43.
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Lorsque la pompe est Initialement démarrée, il n'y aura pas de pression fluide à l'intérieur de la chambre
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d'évacuation Us. La bloc cylindres 5 se trouvera alors dans la position du v3un de puissance inxiilum illustré dans le dessin.
La pompe continuera à livrer le volume de puissance maximum il Dlesure que la pression s'accumule et lreql3 la pression d'évacuation atteint une première valeur déterminée d'avance telle que celle déterminée par la surface effective du piston 136 et l'effort de mise sous tension du ressort
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de compression 77, le piston 1.i6 sera force ver la gauche en tirant la Lige coulissante 12u dans cette direction jt4squ'h ce qu'elle vienne Luter contre le taluj.on lc. Ce . mouvement fait que le joui, 125 déplace le bloc cylindres 50
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en direction vers la gauche pour réduire le volume efffotif de puissance de la pompe .
Iliaque les ressorte de compression 77 se trouvent sous une précharge relativo,.mt élevée, tout en ayant un taux d'élasticité relativement bae, le piston 136 ne se déplacera pas tant que la pression de sortie de la pompe n'a pas atteint le niveau prédéterminé de par exemple 450 psi. Lorsque la pression dépasse ce niveau, le blcc cylindrée 50 sera déplacé vers la gauche jusqu'à ce que la tige 120 vienne buter contre le ta.on 130 lorsque la pression de sortie a atteint le niveau, de,
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par exemple, sou psi.
Avec le bloc cylindres 50 en cette position, de nouvelles au;;uuJltationa dans la pression de sortie ne. produiront aucun nouveau Mouvement (je la tine coulissant 120 et du joug 125 puisque le mouvement dans cette direction est llaité par l'eng3t;etent b. butée oentru la tige 12U et le tampon 13'.... Aussi longtemps que le niveau de la pression dans la puissance reste au-dessus du niveau de 5ou psi, le ;!fJul: ' sera n'la1nt(lnu dans cette position et cachera le .ouvert du bloc cyliMres vers la droite fiel direction
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de liaugmontation du déplacement de la pompe.
Ainsi, ce deuxième contrôle agit pour réduira la volume effectif de puissance à un niveau substantiellement inférieur au volume maximum de puissance chaque fois que la pression de puissance dépasse
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un niveau de pression rÓdétel'L1liné. lie bloc cylindres 5Q restera alra dans cette position et livrera le volume
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intermédiaire jusqu'à, ce que la pracaioti s'accumule à un niveau relativement élevé auquel le p'ctttier contrôle devient opératoire, 1'!.11'0e que le mouvement de la bobine ? valve 92 est contrôlé par la pression du ressort da contrôle 105. oe contrôle peut être appliqué pour agir à un niveau de
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pression élevé de par exemple ;voit pai.
Si la pression de sortie dépaSl3p. ce niveau, la bobine de valve sera déplacée de la manière décrite ci-dessus, pour faire en sorte que la pression fluide déplace le bloc cylindres 0 vera la plaque i'oxtriait 14 afin de réduire le volume effectif de puissance de la pompe et réduire ainsi la 111'060;1 on dans la chambre d'évacuation 18 au niveau de pression élevée. Ainsi, le dispositif .de contrôle employant la bobine de valve 92 peut agir pour faire varier
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le volume de puissance à un niveau de pression d ;'vuv pi entre le niveau intermédiaire de volume de puissance déterminé par la position du Joug 125 et le volume -de juissance zéro.
Une pompe incorporant cescontrôles fournira un
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volume élevé de puissance à une pression rulativomeut basa. ot un volume de puissance bas à une pression relative Ment élevée. Une pompe ayant ces oarl1ctéristic:ue est parti oulièrument Satile pour des application toiles qu'une presse d'emboutissage où l'on
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désire avoir une coursa rapide du bélier/t hauta vitesse et qui demande un faible effort, après que le bélier a atteint une position proche do la pièce de travail ou qu'élis vient en
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engagement avec celle-ci, le mouvement doit, être relative lent et doit exercer un effort élevé.
Avec
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la présente pompe, un niveau de 'vu psi peut 4trtt choloi pour donner un volume maximum de Jar exemple 40 gallotie par minute pour le mouvez de rapprochectont. Lorsque le bélier vient en contact avec la pièce de travail, la preeaion augmentera, en ramenant ainsi le deuxième contrôle décrit en opération pour déplacerle joug 125
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et réduire le volume d e luiesotce à un maximum de par exemple 10 rallonger minute.
Le volume -de puissance de la pompe restera alors constant à une valeur de lu gallons
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pu minute Jusqu'à ce-que la pression augmente au niveau de 3000 psi, après quoi le premier contrôle agira pour déplacer le bloc cylindrée et faire varier le volume de puissance entre zéro et 10 gallons par minute et empêcher la pression de puissance de dépasser le niveau 3000 psi. Il est évident que les valeurs données ci-dessus peuvent varier selon les nécessités de toutes application particulières de la pompe. Ainsi, on pourra faire varier ; le niveau opératoire de la pression de la deuxième pompe
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en modifiant la 1?récharf:e sur le ressort hélicoïdal de compression 77 et en faisant varier la surface effective
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du piston 136.
Le niveau opératoire du .ra..er contrôle peut également varier en modifiant la compression sur le ressort 105 et entre des listes relativement étroites
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en modifiant la surface effective du cotitra-aléeat7a 111 et la tension initiale des ressorts de compression 77. Les valeurs donnée ici et 1 'application à une pression
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hydraulique ne sont indiquée qui titre d'exemple et ne doivent pas dtre interprétée d'aucune manière comme restrei- gnant la portée (le l'invention. On ne rend compte que de nombreuses modifications et variantes peuvent Atre apportées
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par les I! l,écia11et C dans cette technique aarm sortir de :La por- tée de 1'invention.
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Two-volume pump. the prevsente invention relates generally to variable positive displacement pumps of the piston type driven by a reciprocating movement, and it relates more particularly to variable displacement control devices for pumps of this type.
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Such a pump has a casing or casing in which a cylinder block is mounted so as to receive said axial reciprocating movement. The cylinder block has a plurality of pump cylinders extending through this block in a direction parallel to the axis of. reciprocating motion and the pistons are housed within each of the bores of the cylindra and are reciprocated by an actuating mechanism of the oscillating plate type.
Fluid inside the pump housing flows through a fill slot or lumen in the cylinder block which opens into the cylinder bore. The lumen is discovered by the piston during the posterior portion * of the stroke to allow fluid to enter and fill the cylinder bore. As the pedestrian moves forward, the fluid inside the cylinder bore is forced back and out through the filler notch until the piston covers and, -closes this lumen, after which the remainder of the fluid inside the cylinder bore is forced outward along a shut-off valve to enter an outlet or discharge lumen.
The effective displacement of this pump * and controlled by an axial movement of the cylinder block to vary the point during the pedestrian's course at which the light is floured. Thus, the effective displacement of the pump can vary from a maximum, substantially equal to the displacement of all piston strokes, down to zero.
These known devices will also have a control mechanism adapted to move the cylinder block. in response to the pressure in the outlet lumen,
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so as to vary the effective displacement of the POMP * to maintain a substantially constant outlet pressure. Thus, while the actual displacement or volume of power of the fluid varies with the load applied to the hydraulic system, the outlet pressure remains constant at the set pressure level unless demand exceeds.
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the ub xi mura capacity of the pump.
One of the main objects of the present invention is to provide a variable displacement pump having a
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control system that responds to. the pressure when it is actuated, to reduce the effective displacement of the pump
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up to a predetermined level lower than the maximum in response to a pressure lower than the set maximum dead pressure of the pump and to be maintained and reduced displacement independently of a further increase in the outlet pressure.
Another object of the present invention is to provide
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A two-volume positive displacement pump operable to produce a high volume at low pressure and a relatively low volume at high pressure, and in which changes in pump characteristics are dependent on the damaging effect of the system.
Another object of the present invention is to provide a pump as described in the previous paragraph, having a first pressure responsive control, adapted to reduce the effective volume of power from the high volume level down to a pressure level. low volume in response to an increase in the outlet pressure beyond a relatively low pressure level, and having a second pressure responsive control so that it can be actuated.
limit the maximum power pressure of the pump by reducing the effective power volume below the volume level
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low determined by the first control, and 4 ldSih (in1 "'o.i" U
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maximum pressure known so long that the demand
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pump ni:
,> requires a volume increase below the volume level determined by the first check,
Other objects and advantages of the present invention will immediately become apparent to those skilled in this art when they have understood the preferred embodiment of the invention as illustrated in the drawing, which is a longitudinal view in section of a pump according to the present invention. the pump comprises a casing 10 which generally is
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cylindrical and encloses a floido chamber 31 inside which was located the pump mechanism.
An inlet 12 is formed on the wall of the pump housing for
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out of a tank do pdn4t> ier 7. 'one end, the Il out of a suitable tank .. one end, the housing 10 is closed by an end plate 14 on which is fixed a end cover 15. This cover 15 and the end plate 14 are fixed to the housing 10 by means of suitable screws 16. The end cover 15 is provided with
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an outlet chamber 18 intended for c dtrs connected with the rest of the hydraulic system.
A loextié.4té opposite, the pump housing read presented an end wall 21 having an opening 22 located oent1: aleentt through which a motor shaft 4 protrudes.
This motor shaft 24 passes and through a member of act10lUiO / fnt 26 to which if it is fixed in a non-rotating manner by means of a groove connection 25. The arcanum of aotiol11WliIGnt 2u is mounted for rotation in an assembly, ( the support 27 mounted on the end wall 21 and has an oblique face 2y from which a hub 30 protrudes. An oscillating plane 32 is mounted
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on the oblique face 29 and on the hub 30 by means of
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Couetinots 51 Thus, when the member 26 is rotated by the motor shaft 24, the newness of the oblique face 29 and of the hub 30 produces the oscillation of the plate 32 around. the axis of the motor shaft.
In order to prevent the nalque 32 from rotating relative to the pump housing 10. this housing
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has a protruding stud 34, on which there is rotatably a guide block 35. This guide block 35 comes @
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in engagement with the sides of a member in the form of chfJ.naL / 1.ô mounted inside the pump casing, LEtjoloo of gU²6 '3 is thus prevented from moving by a} w't1veJll8nt; al, /','.szatit along the axis of 4.'or, gan9 zig eJYforI! \ 8 of cj3 <nal and positively prevents any rotation of the oscillating plate 32.
A tubular guide 40 having a hollow bore 41 disposed concentrically in this guide, protrudes from the
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end plate 14 coaxially with the motor shaft 24.
At the outer end of the tubular guide 40 is mounted a stopper plate 43 having a hollow rod 44 mounted in the end of the bore 41. A support nozzle 46 is mounted inside the hollow rod 44. to support the end pilot part 47 on the motor shaft 24.
A cylinder block 50 this slidably supported on the tubular guide 40 so as to receive an axial movement
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alternating between the stop plate 43 and the dtextréiaitd plate 14. To prevent the rotation of the cylinder block 50 on the tubular guide 40, the cylinder block has a pin 52 which engages with a longitudinal notch 53 formed on the external surface of the cylinder. tubular guide 40.
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The displacement block 50 has a plurality of cylindrical bores 55 disposed at equal distance around the displacement block. Case 55 cylinder bores emt a uniform diameter and extend from end to end through the cylinder block parallel to the axis. A fill notch 56 eet formed on the outer periphery of the cylinder block 50 between the ends and opens into each of the cylinder bores 50 to serve as an inlet lumen for admitting fluid from the pump chamber 11.
Since all cylinder bores and their associated parts are identical in structure and function, only one cylinder bore has been shown in the drawing, and it will be described in detail below.
A pedestrian 58 is mounted in the cylinder bore 55 at the end adjacent to the stop plate 43. The pedestrian 58 has a tubular portion 59 in the form of a skirt which extends outwardly through a suitable opening. formed in the stopper plate 43 towards the oscillating plate 32.
The piston has a head 60 which extends to a position adjacent to the fill notch or lumen 56 when the piston is in the retracted position and the cylinder block is in the maximum power volume position adjacent to the piston. stop plate 43, as shown in the drawing. A helical compression bearing 62 surrounds the piston skirt 59 and abuts at one end against the stop plate 43 and at the other end against a retaining ring 63 fixed on the end of the skirt. piston.
A compression rod
65 have placed inside the tubular piston skirt 59 and has a spherical end 66 resting on the lower part of the piston head 60. The other end of the rod 65 has the shape of another end spherical 67 which fits into a notch 68 shaped
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cutting / on the oscillating plate 32, so we can see
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that by the rotation of motor shaft 24 and actuator 26, oscillating plate 32 oscillates to reciprocate piston 58 within cylinder bore 55, with sinusoidal motion.
A reaction pedestrian 70 is mounted in the end of the cylinder bore 35 opposite that containing the piston 58. The reaction piston 70 has a bore.
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hollow 71 passing through to conduct said fluid inside the cylinder alenar 55. The reaction piston 70 extends into a counterbore 72 inside the end plate 14 where it does.
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surface stop contact with a fixture lumen 75 inside a chamber 74 drilled into the end cover 15.
A: compression coil spring 77 surrounds the reaction piston 70 and abuts at one end of the eye against the cylinder block 55 and at the other end
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against a spring retainer 78 attached to the end of the reaction piston 70 adjacent to the lumen 75.
Thus, the compression spring 77 serves not only to force the reaction piston to come into contact with the orgE.ne i'er # eïur. light 75 ua1e equaled by its reaction force it forces the cylinder block 50 towards the stop plate 43. A road as well as the cylinder block 5u is forced in this direction by a force equal to the sum of the forces of all the transfers of compression surrounding the reaction pistons associated with the other cylinder bores in the cylinder block.
The lumen member 75 has a bore 80 which lies in axial alignment with the bore 71 in the piston
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reaction 7D. The end of the bore 8u remote from the reaction piston 70 is closed by a stopper plate 81 tensioned against the light member by
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a coiapi-eseion spring supported to you. inside an eleven 83 in room 74.
A pascale 84 leads from the chamber 74 to the exit chamber 18. From the above, we see
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As the pifaton 58 moves past the reaction piston 70 on its forward, or pumping stroke, the fluid in the cylinder bore is forced to pass through the bore 71 in the reaction piston, along stop valve plate 71, into chamber 74 and thence through the
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passage to exit chamber 1.
The volume, effective power of the pump is controlled by loosening the axial position of the cylinder block 50 and thus the filling notch or intake port 56 with respect to the pump housing A As the pedestrian 58
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moves forward, aunal long streams the light east. uncovered by the head of the piston 60. the fluid in the chamber will be forced to exit through the lumen 56 into the pump chamber 11 since the pressure in the cylinder
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had insufficient to move the stop valve plate Ut afraid of the dl; .irrrr of the light organ 75 under the force of putting in 'cens! on the reero rt bzz. After that the piston head.
60 has passed light 56, the light is closed and the remaining part of the pedestrian run forces the fluid to enter
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in 1 # 8168ui, 'O rïo cylinder along the stop valve to arrive in the exhaust chamber. luif / that the fluid is not pumped into the evacuation tube until the lumen 56 is covered, the 10UVOlaollt..of the cjlindrea 'JV block to move the orition clo la lli! .1iro 56 by ra.port it. the stroke of the piston tara vary the effective volume of 1'ulr, [- Brleo of: The pump.
As shown in the drawing, with the cylinder block do 5u in position adjacent to the, the stop fue 43j the lUIlli.b, 'o zizi, will be i "erl.1éo 1) 11du} lt the initial part do 7.ci runs and is practical mowing the length of the short do jdnton is used to pump fluido c1ar1f the ct: \ I.Ih1. "Drain O 1:
. 'routsfuis,
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when the cylinder block 50 is moved to the end plate 14 so that the lumen 56 is only closed by the piston head 60 at the extreme end of the pedestrian's short, or else is not closed at all, virtually all the fluid pumped by the Movement of
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piston t3 returns to the pump chamber 11 and no fluid has been pumped into the discharge port 18 Thus,
The axial operation of the cylinder block 50 determines the effective power volume of the pump and it is possible to vary this power volume from a Maximum value to zero by means of appropriate control devices to put the block
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cylinder g4n position.
One of the control devices for moving the position of the cylinder block 50 is mounted inside the end of the plate 14 Art the tubular guide 49
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and its method of operation is well known. The end plate 14 has a neck, 87 which extends into the discharge chamber 18, relative to
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which it "is sealed around its outer periphery by a suitable O-shaped sealing strip 88.
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axial bore ü passes through the neck 8fi and placed dlextrél4té 14 between the discharge chamber 18 and 1..té1ace 41 in the tubular guide 40.
A valve coil 92 is slidably secured in the axial bore 90 and has a pressure-exposed extrusion 633 within the discharge chamber 18. The coil 92 also has outer and inner annular grooves 94 and 95 respectively, which between them define a flat part 96. A passage 98 extends obliquely through the neck 87 to connect the discharge chamber 18 with the outer annular groove 94.
An annular lumen 100 is closed in the neck 87 around part 96 and is connected by a passage 101 with the bore 41
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formed in the tubular guide 40, A passade deJra1nage 10g purlin through the end plate 14 between the non-annular groove 1nte / '35 and the chamber 11 of the 0 arter of the pump ,, The valve coil 92 passes in a part
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'## of chambra 103 of the bore 41 inside the tubular guide 4m. where it is fixed 4 a spring stopper 104.
The control compression coil spring 105 is jet positioned in chamber 103 so as to abut at one end against the spring stop 104 and at the other end against a buffer .c6 which forms the other end of the chamber 103 and is held in position in the bore 41
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by means of a suitable snap ring 10 ', a radial bore passes through the wall of the tubular guide 40 to connect the chamber j3 with a r.asaap;
e reduced lfj9 formed at the outer periphery of the tubular guide 40. The reduced passage 109 communicated with a counter-bore 111 formed on the cylinder block. 50 around the tubular guide 40. A chamber 112 this
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formed in the counter -a le sage 111 and is closed by means of an annular piston 114 fixed on the tubular guide 40
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by means of a snap ring 115.
The mode of operation takes from this control device is as follows t
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the valve coil 92 is normally energized to the discharge chamber 18 by the spring force of. compression 105 and by the force of the fluid pressure inside the chamber 103 acting on the effective area of the section of the valve coil.
The chamber 103 is connected through a pacage 101 with an annular lumen 100, and since the coil 92 is in a left-facing position, the flat part 6 has moved away in such a way.
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that the annular lumen 100 is connected with the internal groove 95, which in turn is connected with the chamber 11 of the pump housing by the passage of
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shriveling 102.
The pressure inside chamber 10i is determined by the force applied to cylinder block 50 by compression springs 77 tending to reduce the volume of chamber 112 and force fluid into chamber 103 and thence. back into the pump housing chamber Il * This means that when there is hardly any pressure in the discharge chamber 18, the cylinder block * 50 will be in the right position or maximum location indicated in the drawing.
When the pump is running and fluid pressure builds up to. inside the discharge chamber 18, this pressure acts on the exposed end * of the valve coil 93 and tends to force the valve coil 92 to the right against the compression force or control spring IC5 and against the fluid pressure prevailing in the chamber 103. When the pressure of the chamber
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evacuation exceeds a predetermined level, imposed by the force of the control spring 105 the valve coil 92 will be moved to the right position in the lamella
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external groove 94 is in communication with the annular lens 100,
In this position, the relatively high pressure prevailing don the evacuation chamber 18, 1, anqela papar the 9S pass to the external finnulairc groove 94 and from there into the annular lumen OR ot through the pass 101 in the chamber 10.1. The fluid will then pass from the el3 /) & 1tu through the radial bore or ilhltièro lvô along the reduced passage portion 109 in the chamber 112. And) fluid pressure in the chamber 112 then acts on the effective surface of the chamber.
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ocheckedBal:
O 111 to move the cylinder block 5u to the end plate 14 against the force of the compression springs 77. risk the fluid pressure at 1 fint $ rloul 'of the
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discharge chamber 18 is quite high compared to the force exerted by the compression springs 7, the cylinder block 50 will not move in this direction to reduce the effective volume of pump power in the same way described above.
When the affective volume of power is reduced so that the chamber pressure
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evacuation returns to its level p: \ "edetarln1ne, the force of the compression assembly z and the fluid prriaaion inside the ohaabres it and 112 will move the valve coil 92 and .. back to the neutral position as shown in the drawing. , in which the annular lumen luu is blocked by the part 96
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and fluid does not enter ion chambers 1 and 112 and does not leave. the pump has a second control mechanism for shifting the position of cylinder block 50 to vary the effective volume of pump power.
A rod 120 extends parallel to the axis of the pump in the lower part of the pump housing and is supported at
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Re-grout in a couBtlinot 121 at the end adjacent to the planue utcillâtitu 2.the ti ;; e l2u passes through an opening drilled in the end plate 14 into a bore 123 formed in the end cover 15 where it is supported at
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oau ', l3.erre,; zent dalla a second oOllanil1ot Uri jou 1 * 5 is fixed to the ti #; N coul.iaaent 1,4 "ij; side ± lu cousninet 121 and posed around a reduced part bzz of the cylinder block 5u.
A stopper i3au7.ersent 121 'this formed on the cy3iticjxes block 1) u
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tldjaoent fi the reduced party 127 to lean against the yoke 125.
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A plug 130 is fixed by means of a thread in the outer end of the bore 123 of the cover 15. A connecting rod 132 is fixed to the sliding rod 120 by a suitable plug 131 and extends into the bore. hollow 135 formed in the buffer 130 where it is assumed in a bushing nozzle 133. the connecting rod 132 had a pedestrian portion 136 slidably supported in the bore 135 and sealingly therewith by means of a annular seal 137 in fora of 0. A light 139 is provided in the buffer 130 to communicate with the bore 135 on the internal side of the piston 136.
Appropriate tubing 140 connect the lumen 139 with the discharge chamber 18 such that the pressure within the discharge chamber 18 is at all times transmitted directly to the lumen 139 to exert a force on the underside. piston 136 /.
It can be seen that the piston 136 has an effective area equal to the differential area between the bore 135 and the connecting rod 132. The pressure acting on this surface tends to force the connecting rod 132 and thus the sliding rod 120 to the left, coma @ shown in the drawing. The movement of the rod 120,, in this direction was that the yoke 125 rests against the shoulder 128 and forces the cylinder block 50 towards the end plate 14 centered on the force exerted by the compression springs 77. It can thus be seen that the movement of the sliding rod 12U, and consequently of the bloo cylinders 50.
depends only on the balance between the force of the fluid pressure inside the bore 135 and the force of tensioning the springs 77. since the yoke 125 only rests against the stop 128, the movement of the rod 120 is only exerted to move the cylinder block 50 towards the end cover 14 and does not act to move the cylinder block 50 in the opposite direction towards the stop plate 43.
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@
When the pump is initially started, there will be no fluid pressure inside the chamber
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evacuation Us. The cylinder block 5 will then be in the position of the inxiilum power v3un illustrated in the drawing.
The pump will continue to deliver the maximum power volume so that the pressure builds up and the discharge pressure reaches a first predetermined value such as that determined by the effective area of the piston 136 and the setting force. spring loaded
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compression 77, the piston 1.i6 will be forced to the left by pulling the sliding rod 12u in this direction jt4squ'h that it comes to Luter against the taluj.on lc. This. movement causes the enjoyment, 125 moves the cylinder block 50
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direction to the left to reduce the effective volume of pump power.
Iliac the compression springs 77 are under a relative preload, .mt high, while having a relatively bae elasticity rate, the piston 136 will not move until the outlet pressure of the pump has reached the predetermined level of for example 450 psi. When the pressure exceeds this level, the displacement blcc 50 will be moved to the left until the rod 120 abuts against the ta.on 130 when the outlet pressure has reached the level, of,
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for example, sou psi.
With the cylinder block 50 in this position, further au ;; uuJltationa in the outlet pressure ne. will produce no new Movement (I keep the sliding 120 and the yoke 125 since the movement in this direction is caused by the eng3t; are b. stop between the rod 12U and the pad 13 '.... As long as the level of the pressure in the power remains above the level of 5or psi, the;! fJul: 'will not be (lnu in this position and will hide the .open of the cylinder block to the right fiel direction
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the increase in pump displacement.
Thus, this second control acts to reduce the effective volume of power to a level substantially less than the maximum volume of power whenever the power pressure exceeds.
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a reduced pressure level L1lined. The 5Q cylinder block will remain alra in this position and deliver the volume
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intermediate until the pracaioti accumulates to a relatively high level at which the control knob becomes operative, 1 '! 11'0e as the movement of the spool? valve 92 is controlled by the pressure of the control spring 105. This control can be applied to act at a level of
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high pressure of eg; see pai.
If the outlet pressure exceeds S3p. At this level, the valve coil will be moved in the manner described above, to cause the fluid pressure to move the cylinder block 0 to the oxygen plate 14 to reduce the effective volume of pump power and reduce thus the 111'060; 1 is in the discharge chamber 18 at the high pressure level. Thus, the control device employing the valve coil 92 can act to vary
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the volume of power at a pressure level of vuv pi between the intermediate level of power volume determined by the position of Yoke 125 and the volume of zero judgment.
A pump incorporating these controls will provide
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high volume of power at a basa rulativomeut pressure. ot low power volume at high relative pressure. A pump having these oarl1ctéristic: ue left orly Satile for fabric applications than a stamping press where one
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wants to have a fast course of the ram / t at high speed and which requires a low effort, after the ram has reached a position close to the workpiece or that elis comes in
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engagement with it, the movement must, be relatively slow and must exert a high effort.
With
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With the present pump, a level of 'vu psi may 4trtt choloi to give a maximum volume of jar, for example 40 gallots per minute for the movement of the closer. When the ram comes in contact with the workpiece, the preeaion will increase, thus bringing the second described control back into operation to move the yoke 125
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and reduce the volume of th e luiesotce to a maximum of eg 10 min.
The power volume of the pump will then remain constant at a value of 1 gallons.
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pu minute Until the pressure increases to the 3000 psi level, after which the first control will act to move the displacement block and vary the power volume between zero and 10 gallons per minute and prevent the power pressure from exceeding the 3000 psi level. It is evident that the values given above may vary according to the requirements of any particular application of the pump. Thus, we can vary; the operating level of the pressure of the second pump
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by modifying the 1st ref: e on the compression coil spring 77 and by varying the effective area
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piston 136.
The operating level of the .ra..er control can also vary by modifying the compression on the spring 105 and between relatively narrow lists
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by modifying the effective area of cotitra-random7a 111 and the initial tension of the compression springs 77. The values given here and the application to a pressure
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hydraulic systems are given by way of example and should not be construed in any way as limiting the scope of the invention. It is recognized that many modifications and variations may be made.
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by the I! The scope of the invention is to go beyond the scope of the invention.