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Perfectionnement aux pompes ou moteurs hydraulique à débit ou puissance variable**
La présente invention concerne les pompes et moteurs hydrauliques à débit variable du type à pistou axiaux à course constante elle a donc pour objet une pompe ou moteur, qui comporte un carter renfermant un barillet re tatif de forme cylindrique, muni de plusieurs alésages , cylindriques, parallèles et équidistantes dans lesquels peuvent se déplacer des pintons; ces pistons réagissant à leura extrémités a'étendant à partir d'une extrémité du
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barillet cylindrique, contre une plaque-came inclinée par rapport à l'axe du barillet;
les extrémités intérieures de ces alésages communiquent avec un orifice d'entrée et un orifice de sortie du fluide hydraulique; ainsi, si le barillet est entraîné par un moteur et si l'un desdits orifices cet relié à une source d'un fluide hydraulique$ l'autre orifice étant relié à un orifice de sortis du fluide, on obtient une action de pompage.
Dans une variante, si l'un des orifices est relié à un générateur de pression d'un fluide hydraulique, et si l'autre orifice communique avec une conduite de retour vers la source de fluide hydrau- lique, la réaction, exercée par la plaque inclinée contre les pistons, produit une rotation du barillet, grâce aux composantes verticales des forces de réaction, de telle sorte que le dispositif fonctionne comme un moteur hydrau- lique
Dans certaine types de pompes ou moteurs hydrauliques du type à pistons axiaux que l'on vient de décrire, la plaque-came peut être inclinée à partir d'une position, pour laquelle elle est située dans un plan perpendiculaire à l'axe du barillet, jusqu'à une position d'une inclinaison maximale prédéterminée,
de telle aorte qu'on peut faire varier la course des pistons depuis zéro jusqu'à une valeur maximale prédéterminée, dans le but de faire varier d'une manière correspondante le débit de la pompe ou la puissance du moteur. Ces pompes ou moteurs sont généralement appelés .pompes ou moteurs à plateau oscillant et à course variable**
Cependant, comme on l'a déjà indiqué, la présente invention concerne plus particulièrement les pompes ou moteurs à débit ou puissance variable, qui sont du type à pistons axiaux à course constante.
Dans les pompes ou moteurs définis ci-dessus, il est
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d'un usage courant d'admettre le fluide hydra ique suivant la direction axiale et aussi de le faire dévier vuivant cette direction par l'intermédiaire d'une plaque de distri buteur, qui se trouve dans le mêne plan que la face arnu laire opposée du distributeur; les orifices d'entrée et de sortie ont une forme partiellement annulaire, autrement dit la forme d'un haricot, et sont séparés par des cannelures plates et symétriques; des gorges, dites "gorge de fuite*$ sont écartées de ces orifices vers l'extérieur et agissent comme des tampons dynamiques pour réaliser un équilibrage hydrostatique entre le barillet et la plaque de distribu- teur.
Avec cette disposition, on a coutume également de purger le fluide hydraulique sous pression à travers les pistons et à travers les patins, qui sont portés par les extrémités extérieures des pistons et qui suivent la face de réaction de la plaque-came. Cette utilisation d'une plaque annulaire de distributeur, incorporant des tampons dynamiques, et de canaux étranglés de purge, communiquant avec les alésages du barillet, soit à travers les pistons, soit à travers le distributeur lui-même, implique des ope- rations coûteuses et compliquées d'usinage pour la fabri- cation de la pompe ou du moteur.
La présente invention a pour but de réaliser une pompe ou moteur perfectionné et simplifié , qui soit équilibré hydrostatiquement et qui soit du type à pistons axiaux*
La pompe ou moteur hydraulique à sortie variable, qui est conforme à l'invention et du type 1 pistons axiaux à course constante, est caractérisé par le fait que son ori- fice d'entrée et son orifice de sortie sont disposés dans le carter à la périphérie du barillet, qui contient les alésages recevant les pistons: le mouvement alternatif des pistons est réalisé au moyen d'une plaque-cerne, inclinée
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par rapport à l'axe des pistons;
la communication entre les alésages et les orifices est réalisée par des canaux, qui s'étendent depuis les extrémités intérieures dea alé- sages jusqu'à la périphérie du barillet et qui sont situé., à leurs extrémités extérieures, entre les extrémités du barillet.
La pompe ou moteur hydraulique, conforme à l'invention et du type à pistons axiaux et à sortie variable, comprend un carter, un barillet rotatif ajusté dans le carter, des orifices d'entrée et de sortie constitués par deux canaux diamétralement opposés, formés dans le carter et disposés circonférentiellement autour du barillet, plusieurs alé- sages cylindriques axiaux formés dans le barillet et dans lequel les pistons se déplacent d'un mouvement alternatif, des canaux rayonnant à partir des extrémités intérieures des alésages vers les orifices, le barillet s'étendant au-delà desdits canaux pour réaliser à l'une de ses extrémités un contact mobile avec une face opposée du carter, et une plaque-came opposée à l'autre extrémité du barillet,
les pistons s'étendant au-delà de cette deuxième extrémité du barillet et réalisant un contact mobile avec la plaque- came, cette plaque-came formant un angle constant avec l'axe du barillet et comportant un tourillon, monté tournant dans un organe rotatif pouvant tourner autour de l'axe du barillet de manière à changer la phase des courses des pistons par rapport aux orifices d'entrée et de sortie.
On peut dire également que la pompe ou moteur hydrat lique, du type à pistons axiaux et conforme à l'invention comprend un carter, un barillet cylindrique pouvant tourner dans le carter et comportant à une extrémité une surface annulaire établissant un contact mobile contre une paroi opposée d'extrémité du carter, plusieurs alésages axiaux
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forgea dans l'autre extrémité du carter et recevant des pistons àmouvement alternatif, une plaque-came à surface plane fermant un angle constant avec l'axe du barillet et centre quelle les pistons sont appliqués par des ressorts, deux ca aux diamétralement opposé$ et symétriques forage dans le carter,
séparés l'un de l'autre à leurs extrémités et disposés à la périphérie du barillet, l'un des deux canaux comprenant un orifice d'entrée, tandis que l'autre comprend un orifice de sortie, ces canaux communiquant avec les ex- trémités Antérieures des alésage. du barillet par des canaux qui rayonnent à partir des extrémités intérieures des alé sages, un canal communiquant avec la périphérie du barillet et avec la plaque-came de façon à réaliser un équilibrage hydrostatique de celle-ci, le barillet étant équilibré hydrostatiquement par la fuite de l'huile n'échappant le long de sa périphérie jusqu'à son extrémité établissant un contact mobile avec ladite paroi opposé@ d'extrémité du carter,
l'autre extrémité du carter contenant un support rotatif réglable pour la plaque-came et pouvant tourner autour de l'axe du barillet, et un dispositif qui supprime sur le barillet et sur la plaque-came la pression hydrauli= que en excès par rapport à celle nécessaire pour produire un équilibrage hydrostatique de ces deux organes*
La plaque-came comporte de préférence un bossage con- centrique tourillonnant dans une cavité de l'organe de support de ladite plaque; ce bossage comporte un axe per- pendiculaire au plan de la plaque-came; le canal, réunissant la périphérie du barillet à la plaque-came, communique avec l'extrémité intérieure de ladite cavité, de telle sorte que la plaque-came peut tourner librement autour dudit axe, sans modifier sa position angulaire par rapport 1 l'axe du barillet.
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On a représenté sur le dessin annexé un mode de réali nation particulier de l'invention, nous la forme d'une pompe afin que l'invention puisse être parfaitement comprise et 8tre %le* en oeuvre pratiquement.
Sur ce dessin 1 - la fige 1 est une vue coupée en élévation latérale de la pompe; - la fige 2 est une vue en bout, obtenue en regardant l'extrémité de gauche de la fig. 1 - la fige 3 est une vue en plan correspondant à la fige 1 - la fige 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la tige 1
Si on se réfère au dessin, on voit que le carter de la pompe comprend deux parties cylindriques et coaxiales 1 et 2,
qui sont alésées et qui comportent des faces annu aires opposées appliquées l'une contre l'autre au moyen de geons 3 la partie 1 du carter reçoit un barillet cy lindrique tournant 4 ce barillet est alésé suivant la direction axiale à non extrémité opposée à la partie 2, de façon à former plusieurs cylindres 5, dans lesquels peuvent se déplacer d'un mouvement alternatif des pistons creux 6, poussés vers l'extérieur par dea ressorts de con pression à boudin 7;
ces ressorts sont interposés entre les extrémités avant des pistons et des sièges annulaires
8, formés par les extrémités intérieures à diamètre réduit des alésages, un canal 9 s'étend suivant une direction radiale à partir de chacune des extrémités intérieures des alésages, jusqu'à la périphérie du manchon 4.
Chaque canal 9 communique alternativement avec un ori- fice d'entrée 10 et un orifice de sortie 11; ces deux orifices sont constitués par des canaux presque semi-cir- culaires, formés dans la paroi interne de la partie 1 du
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carter, de telle sorte qu'ils sont disposée circonférentiel lement autour du barillet 4, comme on le voit sur la fige 4 Ainsi, quand l'un des canaux 9 est recouvert par l'une des deux cannelures 12 séparant les deux orifices 10 et 11, il y a un nombre égal d'alésages 6 en communication avec chacun des orifices 10 et 11.
Le barillet 4 est monté par des cannelures 13 sur l'extrémité intérieure d'un arbre 14, qui tourillonne dans des paliers à aiguilles 14a formés dans la paroi extrême la de la partie 1 du carter; cet arbre 14 peut être entraîné par un moteur de manière à entraîner la pompe
Au milieu, entre les extrémités de l'orifice d'entrée 10, se trouve une ouverture d'entrée 10a pour le fluide hydraulique, de même, une ouverture de sortie 11a se trouve au milieu contre les extrémités de l'orifice de sortie 11; ainsi, les points de communication avec les orifices 10 et 11 peuvent être considérés comme des canaux diamétralement opposés, qui rayonnent à travers le carter de la pompe; autrement dit, l'entrée et la sortie de la pompe sont situées entre les extrémités du barillet 4;
l'extrémité du barillet 4, du coté opposé à celui compor- tant les alésages 6, est une face annulaire usinée, qui contient une bague 4a en un métal ou matière à faible frottement, établissant un contact mobile contre la face annulaire opposée de la paroi d'extrémité la Par *contact mobile il ne faut pas entendre nécessairement un contact dur ou sec métal sur métal à pression axiale, car le fluide hydraulique, filtrant à partir de la périphérie du barillet 4, peut traverser et lubrifier un palier 4b à aiguillée, dans lequel tourillonne l'extrémité extérieure du barillet; il est bien entendu que le barillet est ajusté tournant, entre ses extrémités, à l'endroit de ses canaux, dans la
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partie 1 du carter.
De plus, oome on l'a déjà indiqué, en peut prévoir un dispositif pour réaliser un équilibrage hydrostatique, qui facilite la lubrification des faces opposées du barillet.
L'extrémité intérieure du barillet 4 tourillonne aussi de préférence dans un palier à aiguilles 4c qui est Bain- tenu en position par une bague d'écartement interposée entre le palier et la partie 2 du carter.
Les extrémités extérieures des pistons 6 suivant une plaque-came 15, dont une face plane fait un angle permanent avec l'axe du barillet 4. Cette plaque-came comporte un bossage concentrique 15a qui tourillonne dans une cavité complémentaire 16, de préférence par l'intermédiaire d'un palier à aiguilles 16a cette cavité 16 est formée dans un corps cylindrique 17, qui est ajusté dans l'extrémité extérieure de la partie 2 du carter et qui comporte un ar- bre court cylindrique 17a tourillonnant dans la paroi d'extrémité de la partie 2 du carter et recevant un levier 18, au moyen duquel on peut faire tourner le corps 17 autour de l'axe du barillet 4.
La face annulaire arrière de la plaque-came 15 est maintenue de préférence contre un palier de poussée à aiguilles 15b Le levier 18 est articu- lé, par exemple en 18a, sur l'arbre court 17a; il est poussé vers la paroi d'extrémité du carter par un plongeur à ressort 19; ainsi, une pièce saillante 18b, solidaire du levier, peut s'engager sélectivement dans plusieurs cavités 20, formées dans une partie marginale de la partie 2 du carter. Des bagues d'étanchéité 28, montées à la périphérie du corps 17, empêchent le fluide hydraulique de fuir au- delà de ce corps.
On comprend qu'en faisant tourner le corps 17, on peut faire varier la relation de phase des canaux radiaux 9 du
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barillet 4 par rapport aux orifices 10 et 11 Ainsi, par exemple, quand le levier 18 se trouve dans la position représentée sur le dessin, les alésages 5 communiquant avec l'orifice d'entrée 10 et les alésages $ communiquant avea l'orifice de sortie 11 sont placée de telle façon par rapport à la plaque-came que la pompe fonctionne avec le débit maximalil est bien entendu que, dans ces con- ditins de fonctionnement les pistous des alésages 5 en communication avec l'orifice d'entrée 10 se déplacent vers l'extérieur,
de manière à aspirer le fluide hydraulique dans les alésages, et que les pistons des alésages en communication avec l'orifice 11 me déplacent vers l'inté- rieur, de façon à refouler le fluide hydraulique à travers la sortie 11a On comprendra mieux ce fonctionnement si on considère que la partie avant extrême de la périphérie de la plaque-came 15, par rapport au barillet 4, est alors alignée avec l'une des cannelures 12 représentées sur la fige 4.
Si le levier 18 se déplace de 90 vers la droite ou vers la gauche à partir de sa position représentée sur la fig. 2, la plaque-came 15 se trouve alors déphasée de 90 par rapport à sa position primitive, et par conséquent les pistons 6 se déplacent dans des directions relatives telles, par rapport aux orifices 10 et 11, qu'ils enlèvent de chaque orifice et qu'ils ramènent dans celui-ci des quan- tités égales du fluide hydraulique, d'ou résulte un débit nul de la pompe.
si on déplace le levier 18 de 180 à partir de sa position représentée sur la fige 2, on inverse l'écoulement du fluide hydraulique, de telle sorte que celui-ci est admis par l'ouverture radiale 11a dans le carter et qu'il est déchargé par l'ouverture radiale 10a
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Quand on utilise le dispositif Comme moteur hydrauli- que, le fluide sous pression est admis dans l'orifice 11, de telle sorte que les pistons, fonctionnant dans les cy lindres en connunication avec cet orifice, sont refoulée fortement vers l'extérieur contre la plaque-came 15 sono l'action des composantes verticales dea torces fournie* par les pistons, le barillet 4 est entreine par la pression hydraulique du fluide,
et l'arbre 14 devient par conséquent un arbre de sortie. Avec cette disposition quand les canaux 9, forcés aux extrémités tiea alézages 5, se dépla- cent le long de l'orifice 11, il est clair que le fluide hydraulique est déchargé dans l'ouverture radiale 10a et que la vitesse de l'arbre de sortie 14 varie en fonction de la position du levier 18 Autrement dit, pour la position représentée sur la fig. 2, la vitesse de l'arbre 14 est maximale, tendis que sa vitesse devient nulle si on déplace de 90 le levier 18
Comme on l'a déjà indiqué, on peut prévoir un disposi tif qui réalise un équilibrage hydrostatique du barillet 4 et de la plaque-came 15;
on voit à ce sujet que, quand les pistons appliquent une pression au fluide hydraulique, une fuite relativement très légère de celui-ci se produit à partir des canaux 9 le long de la périphérie du barillet et forme, entre la paroi extrême la du carter et l'organe annulaire d'extrémité 4a du barillet, une pellicule de fluide hydraulique sous pression, qui agit comme un tampon dynamique tendant à séparer le barillet et la paroi d'extrémité la@ le montage du barillet 4 au moyen des cannelures 13, sur l'arbre 14, permet de donner au barillet .
4 le- 'déplacement axial infinitésimal, qui est nécessaire pour obtenir une action de tampon dynamique, ce très léger déplacement axial du barillet est dù au fait que la section
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effective totale de la face annulaire extrême du barillet 4 est plus grande que la 'somme des sections transversales de tous les pistons.
Cependant, la pellicule de fluide hydraulique, qui forme le tampon dynamique entre le ba- rillet 4 et la paroi d'extrémité 1a du carter, ne peut pas être soumise à une pression excessive, grâce à l'action d'un certain nombre d'alésages étranglés 21, qui partent d'un alésage concentrique 23 du barillet et qui communi .quent librement avec l'espace 22, compris entre l'extrémité extérieure du barillet et la paroi d'extrémité la du carter.
De même, on peut réaliser un équilibrage hydrostati- que de la plaque-came 15, par exemple en formant respecti- vement des alésages étranglés 24, 25 dans les parties 1 et 2 du carter, de façon que ces alésages purgent le fluide hydraulique sous pression à partir de la périphérie du barillet 4 vers la périphérie du corps 17 pétant la pla- que-came; la communication entre lesdits alésage étranglée et la plaque-came s'effectue dans une gorge circonren tielle 26 du corps 17; à partir de cette gorge N'êtes un alésage 27 communiquant avec l'extrémité intérieure de de cavité 16, dans laquelle tourillonne le bossage concen- trique 15a de la plaque-came.
Cette cavité est légèrement évasée à son extrémité ouverte, en 16a de telle sorte qu'une partie du fluide hydraulique sous pression passe facilement sous la plaque-came 15 Puisque la section de la partie annulaire de la plaque-came 15, autour du bossage 15a est égale approximativement à la section de la face annulaire d'extrémité 4a du barillet 4 on voit qu'un équilibrage hydrostatique de la plaque-came 15 est réalisé et qu'une quantité quelconque de fluide hydraulique sous pression, en excès par rapport à la nécessité de produire
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cet équilibrage, s'écoule aussi dans l'espace 29 écurie entre la plaque-came 15 et l'extrémité intérieure du ba- rillet 4.
Le fluide hydraulique contenu dans cet espace est évacué de la pompe, en passant par une ouverture de sortie 28, de manière à retourner à la source du fluide hydraulique, ou à un réservoir de réserve.
Cet équilibrage hydrostatique de la plaque-came et du barillet 4 est encore plus justifié quand on supprime le palier de poussée 15b à aiguilles et quand on supprime aussi, si on le désire, la bague 4a.
Les extrémités avant des pistons sont usinées suivant une forme conique de faible hauteur, de façon que le contact, entre une extrémité d'un piston et la plaque-came, soit un contact linéaire s'étendant radialement à partir de l'axe du piston considéré; en combinant cette carac- téristique avec la rotation libre de la plaque 15, on réduit le plus possible les pertes d'énergie dues au frottement.
On voit, d'après ce qui précède, qu'on réalise une pompe hydraulique simple et efficace en adoptant des po- sitions diamétralement opposées des orifices 10, 11 en communication avec des alésages radiaux d'entrée et de sortie formés dans la paroi cylindrique du carter, en uti lisant une plaque-came de distribution 15 à angle d'incli- naison constant, par rapport à l'axe longitudinal en uti- lisant la face annulaire opposée d'extrémité du barillet 4 et la paroi d'extrémité la du carter proprement dit pour obtenir un équilibrage hydrostatique, et en appliquant contre la plaque-came 15 une force hydrostatique d'équili- brage sensiblement identique mais opposée à celle appli- quée au barillet 4.
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Improvement in hydraulic pumps or motors with variable flow or power **
The present invention relates to variable-flow hydraulic pumps and motors of the axial piston type with constant stroke, it therefore relates to a pump or motor, which comprises a casing containing a relative cylinder of cylindrical shape, provided with several bores, cylindrical, parallel and equidistant in which pintons can move; these pistons reacting at their ends extending from one end of the
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cylindrical barrel, against a cam plate inclined relative to the axis of the barrel;
the inner ends of these bores communicate with an inlet port and an outlet port for hydraulic fluid; thus, if the barrel is driven by a motor and if one of said orifices this connected to a source of a hydraulic fluid $ the other orifice being connected to a fluid outlet orifice, a pumping action is obtained.
Alternatively, if one of the orifices is connected to a pressure generator of a hydraulic fluid, and if the other orifice communicates with a return line to the source of hydraulic fluid, the reaction, exerted by the plate inclined against the pistons, produces a rotation of the barrel, thanks to the vertical components of the reaction forces, so that the device functions as a hydraulic motor
In certain types of hydraulic pumps or motors of the axial piston type just described, the cam plate may be inclined from a position, for which it is located in a plane perpendicular to the axis of the barrel , up to a position of a predetermined maximum inclination,
such aorta that the stroke of the pistons can be varied from zero to a predetermined maximum value, with the aim of correspondingly varying the pump output or the engine power. These pumps or motors are generally referred to as variable stroke swash plate pumps or motors **
However, as already indicated, the present invention relates more particularly to pumps or motors with variable output or power, which are of the constant stroke axial piston type.
In the pumps or motors defined above, it is
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common practice to admit the hydraulic fluid in the axial direction and also to deflect it in this direction by means of a distributor plate, which is in the same plane as the opposite arnu lar face the distributor; the inlet and outlet openings have a partially annular shape, in other words the shape of a bean, and are separated by flat and symmetrical grooves; grooves, called "leakage groove * $, are spaced outwardly from these orifices and act as dynamic buffers to achieve hydrostatic balancing between the barrel and the distributor plate.
With this arrangement, it is also customary to purge pressurized hydraulic fluid through the pistons and through the shoes, which are carried by the outer ends of the pistons and which follow the reaction face of the cam plate. This use of an annular distributor plate, incorporating dynamic buffers, and constricted purge channels, communicating with the cylinder bores, either through the pistons or through the distributor itself, involves costly operations. and complicated machining for the manufacture of the pump or motor.
The object of the present invention is to provide an improved and simplified pump or motor, which is hydrostatically balanced and which is of the axial piston type *
The variable output hydraulic pump or motor, which is in accordance with the invention and of the type 1 axial pistons with constant stroke, is characterized in that its inlet orifice and its outlet orifice are arranged in the casing. the periphery of the barrel, which contains the bores receiving the pistons: the reciprocating movement of the pistons is achieved by means of an inclined ring plate
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relative to the axis of the pistons;
the communication between the bores and the orifices is effected by channels which extend from the inner ends of the bores to the periphery of the barrel and which are located at their outer ends between the ends of the barrel.
The hydraulic pump or motor, according to the invention and of the type with axial pistons and with variable output, comprises a casing, a rotary barrel fitted in the casing, inlet and outlet orifices formed by two diametrically opposed channels, formed in the housing and arranged circumferentially around the barrel, several axial cylindrical bores formed in the barrel and in which the pistons move in a reciprocating motion, channels radiating from the inner ends of the bores towards the orifices, the barrel s 'extending beyond said channels to achieve at one of its ends a movable contact with an opposite face of the housing, and an opposite cam plate at the other end of the barrel,
the pistons extending beyond this second end of the barrel and making movable contact with the cam plate, this cam plate forming a constant angle with the axis of the barrel and comprising a journal mounted to rotate in a rotary member capable of rotating around the axis of the barrel so as to change the phase of the strokes of the pistons with respect to the inlet and outlet ports.
It can also be said that the hydrating pump or motor, of the axial piston type and in accordance with the invention comprises a casing, a cylindrical barrel capable of rotating in the casing and comprising at one end an annular surface establishing a movable contact against a wall. opposite housing end, multiple axial bores
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forea in the other end of the crankcase and receiving reciprocating pistons, a cam plate with a flat surface closing at a constant angle with the axis of the barrel and center which the pistons are applied by springs, two ca diametrically opposed $ and symmetrical drilling in the housing,
separated from each other at their ends and arranged at the periphery of the barrel, one of the two channels comprising an inlet orifice, while the other comprises an outlet orifice, these channels communicating with the ex- Anterior boring hoppers. barrel by channels which radiate from the inner ends of the random parts, a channel communicating with the periphery of the barrel and with the cam plate so as to achieve hydrostatic balancing thereof, the barrel being hydrostatically balanced by the leak oil escaping along its periphery to its end establishing movable contact with said opposite wall @ end of the housing,
the other end of the housing containing an adjustable rotary support for the cam plate and able to rotate around the axis of the barrel, and a device which removes the hydraulic pressure on the barrel and on the cam plate in excess of to that necessary to produce hydrostatic balancing of these two components *
The cam plate preferably comprises a concentric boss journaling in a cavity of the support member of said plate; this boss has an axis perpendicular to the plane of the cam plate; the channel, joining the periphery of the barrel to the cam plate, communicates with the inner end of said cavity, so that the cam plate can rotate freely around said axis, without modifying its angular position with respect to the axis of the barrel.
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There is shown in the accompanying drawing a particular embodiment of the invention, we the form of a pump so that the invention can be fully understood and 8tre% * in practice.
In this drawing 1 - Fig 1 is a cutaway side elevational view of the pump; - Figure 2 is an end view, obtained by looking at the left end of FIG. 1 - Fig 3 is a plan view corresponding to Fig 1 - Fig 4 is a section along line IV-IV of stem 1
If we refer to the drawing, we see that the pump casing comprises two cylindrical and coaxial parts 1 and 2,
which are bored and which have opposite annular faces applied one against the other by means of geons 3 part 1 of the casing receives a rotating cylindrical barrel 4 this barrel is bored in the axial direction at an end opposite to the part 2, so as to form several cylinders 5, in which can move with a reciprocating movement hollow pistons 6, pushed outwards by helical compression springs 7;
these springs are interposed between the front ends of the pistons and the annular seats
8, formed by the reduced-diameter inner ends of the bores, a channel 9 extends in a radial direction from each of the inner ends of the bores, to the periphery of the sleeve 4.
Each channel 9 communicates alternately with an inlet port 10 and an outlet port 11; these two orifices are formed by almost semi-circular canals, formed in the internal wall of part 1 of the
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casing, so that they are disposed circumferentially around the barrel 4, as seen in fig 4 Thus, when one of the channels 9 is covered by one of the two grooves 12 separating the two orifices 10 and 11, there are an equal number of bores 6 in communication with each of ports 10 and 11.
The barrel 4 is mounted by splines 13 on the inner end of a shaft 14, which journals in needle bearings 14a formed in the end wall la of part 1 of the housing; this shaft 14 can be driven by a motor so as to drive the pump
In the middle, between the ends of the inlet port 10, is an inlet opening 10a for hydraulic fluid, similarly, an outlet opening 11a is in the middle against the ends of the outlet port 11 ; thus, the points of communication with the orifices 10 and 11 can be considered as diametrically opposed channels, which radiate through the casing of the pump; in other words, the inlet and the outlet of the pump are located between the ends of the barrel 4;
the end of the barrel 4, on the side opposite to that comprising the bores 6, is a machined annular face, which contains a ring 4a of a metal or material with low friction, establishing a movable contact against the opposite annular face of the cylinder. end wall la By * movable contact it does not necessarily mean a hard or dry metal-to-metal contact at axial pressure, because the hydraulic fluid, filtering from the periphery of the barrel 4, can pass through and lubricate a bearing 4b to needle, in which the outer end of the barrel journals; it is understood that the barrel is adjusted rotating, between its ends, at the location of its channels, in the
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part 1 of the housing.
In addition, as has already been indicated, a device may be provided for carrying out hydrostatic balancing, which facilitates the lubrication of the opposite faces of the barrel.
The inner end of barrel 4 also preferably pivots in a needle bearing 4c which is held in position by a spacer ring interposed between the bearing and part 2 of the housing.
The outer ends of the pistons 6 following a cam plate 15, one flat face of which forms a permanent angle with the axis of the barrel 4. This cam plate comprises a concentric boss 15a which journals in a complementary cavity 16, preferably by the Through a needle bearing 16a this cavity 16 is formed in a cylindrical body 17, which is fitted into the outer end of part 2 of the housing and which has a short cylindrical shaft 17a journalled in the wall of the housing. end of part 2 of the casing and receiving a lever 18, by means of which the body 17 can be rotated around the axis of the barrel 4.
The rear annular face of the cam plate 15 is preferably held against a needle thrust bearing 15b The lever 18 is articulated, for example at 18a, on the short shaft 17a; it is pushed towards the end wall of the housing by a spring plunger 19; thus, a projecting part 18b, integral with the lever, can selectively engage in several cavities 20, formed in a marginal part of part 2 of the housing. Sealing rings 28, mounted at the periphery of the body 17, prevent hydraulic fluid from leaking beyond this body.
It is understood that by rotating the body 17, it is possible to vary the phase relationship of the radial channels 9 of the
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barrel 4 with respect to orifices 10 and 11 Thus, for example, when the lever 18 is in the position shown in the drawing, the bores 5 communicating with the inlet orifice 10 and the bores $ communicating with the orifice of outlet 11 are placed in such a way with respect to the cam plate that the pump operates with the maximum flow rate It is of course understood that, in these operating conditions, the pistols of the bores 5 in communication with the inlet port 10 are move outwards,
so as to suck the hydraulic fluid into the bores, and that the pistons of the bores in communication with the orifice 11 move me inward, so as to force the hydraulic fluid through the outlet 11a This operation will be better understood if we consider that the extreme front part of the periphery of the cam plate 15, relative to the barrel 4, is then aligned with one of the grooves 12 shown in the pin 4.
If the lever 18 moves 90 to the right or to the left from its position shown in FIG. 2, the cam plate 15 is then out of phase by 90 with respect to its original position, and consequently the pistons 6 move in relative directions such, with respect to the orifices 10 and 11, that they remove from each orifice and that they bring back into it equal quantities of hydraulic fluid, resulting in zero pump flow.
if the lever 18 is moved by 180 from its position shown in fig 2, the flow of hydraulic fluid is reversed, so that the latter is admitted through the radial opening 11a in the housing and that it is discharged through the radial opening 10a
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When the device is used as a hydraulic motor, the pressurized fluid is admitted into the orifice 11, so that the pistons, operating in the cylinders in connection with this orifice, are forced strongly outwards against the port. cam plate 15 under the action of the vertical components of the torces provided * by the pistons, the barrel 4 is entered by the hydraulic pressure of the fluid,
and the shaft 14 therefore becomes an output shaft. With this arrangement when the channels 9, forced at the ends tiea streaks 5, move along the orifice 11, it is clear that the hydraulic fluid is discharged in the radial opening 10a and that the speed of the shaft output 14 varies depending on the position of lever 18 In other words, for the position shown in FIG. 2, the speed of the shaft 14 is maximum, tended that its speed becomes zero if the lever 18 is moved by 90
As has already been indicated, a device can be provided which provides hydrostatic balancing of the barrel 4 and of the cam plate 15;
it can be seen in this regard that, when the pistons apply pressure to the hydraulic fluid, a relatively very slight leakage of the latter occurs from the channels 9 along the periphery of the barrel and forms, between the end wall la of the housing and the end annular member 4a of the barrel, a film of pressurized hydraulic fluid, which acts as a dynamic buffer tending to separate the barrel and the end wall la @ the mounting of the barrel 4 by means of the grooves 13, on the shaft 14, allows to give to the barrel.
4 the infinitesimal axial displacement, which is necessary to obtain a dynamic buffering action, this very slight axial displacement of the barrel is due to the fact that the section
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effective total of the end annular face of barrel 4 is greater than the sum of the cross sections of all pistons.
However, the film of hydraulic fluid, which forms the dynamic buffer between the barrel 4 and the end wall 1a of the housing, cannot be subjected to excessive pressure, due to the action of a number of dies. 'choked bores 21, which start from a concentric bore 23 of the barrel and which communicate freely with the space 22, between the outer end of the barrel and the end wall 1a of the housing.
Likewise, hydrostatic balancing of the cam plate 15 can be achieved, for example by respectively forming constricted bores 24, 25 in parts 1 and 2 of the housing, so that these bores purge hydraulic fluid under pressure from the periphery of the barrel 4 towards the periphery of the body 17 breaking the cam plate; the communication between said constricted bore and the cam plate takes place in a circumferential groove 26 of the body 17; From this groove there is a bore 27 communicating with the inner end of the cavity 16, in which the concentric boss 15a of the cam plate pivots.
This cavity is slightly flared at its open end, at 16a so that part of the pressurized hydraulic fluid easily passes under the cam plate 15 Since the section of the annular part of the cam plate 15, around the boss 15a is approximately equal to the section of the annular end face 4a of the barrel 4 it can be seen that hydrostatic balancing of the cam plate 15 is achieved and that any quantity of hydraulic fluid under pressure, in excess with respect to the need to produce
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this balancing also flows in the space 29 stable between the cam plate 15 and the inner end of the barrel 4.
The hydraulic fluid contained in this space is evacuated from the pump, passing through an outlet opening 28, so as to return to the source of the hydraulic fluid, or to a reserve reservoir.
This hydrostatic balancing of the cam plate and of the barrel 4 is even more justified when one eliminates the needle thrust bearing 15b and when one also removes, if desired, the ring 4a.
The front ends of the pistons are machined in a conical shape of low height so that the contact between one end of a piston and the cam plate is a linear contact extending radially from the axis of the piston considered; by combining this feature with the free rotation of the plate 15, the energy losses due to friction are reduced as much as possible.
It can be seen from the foregoing that a simple and efficient hydraulic pump is produced by adopting diametrically opposed positions of the orifices 10, 11 in communication with radial inlet and outlet bores formed in the cylindrical wall. of the housing, using a cam distribution plate 15 at a constant angle of inclination, with respect to the longitudinal axis, using the opposite annular end face of the barrel 4 and the end wall at the same time. of the housing itself to obtain hydrostatic balancing, and by applying against the cam plate 15 a hydrostatic balancing force substantially identical but opposite to that applied to the barrel 4.