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"PERFECTIONNEMENTS AUX POMPES HYDRAULIQUES"
La présente invention se réfère aux pompes hydrauliques et plus particulièrement à celles destinées à alimenter des presses hydrauliques ou autres appareils analogues exigeant une pression très variable et croissant jusqu'à des valeurs très élevées.
Dans les pompes du genre en question, si l'on dimensionne les pistons pour réaliser sans difficulté une pression'très éle- vée, le débit est nécessairement faible, de telle sorte que la course d'approche du piston de la presse est extrêmement lente, ce qui,est un inconvénient important. Si au contraire on cherche
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à obtenir une course d'approche rapide, Le maximum de pression sus- ceptible d'être atteint reste limité d'une part parceque le couple devient vite supérieur à celui que peut développer un moteur de puis- sance moyenne, d'autre part parceque la résistance pécanique des organes mêmes de la pompe est insuffisante. Cette dernière raison fait d'ailleurs qu'il est impossible de remédier entièrement à l'inconvénient sus-indiqué en interposant un changement de vitesse entre le moteur et la pompe.
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Un a eu l'idée d'utiliser des pompes à course variable des pistons, et qui permettent d'adapter automatiquement le couple mo- teur exigé à la pression de refoulement. Mais là encore le maxi- mum de pression reste limité par la résistance des organes de la pompe et par les inévitables défauts d'étanchéité dont l'importan- ce croit très rapidement avec les dimensions générales.
L'invention a pour objet de permettre de réaliser une pompe qui ne présente pas les inconvénients ci-dessus et qui permette d'obtenir automatiquement un débit et une pression variant en sens inverse l'un- de l'autre dans des limites extrêmement étendues: L'invention vise encore une pompe qui, avec un couple moteur sen- siblement constant, permette d'atteindre des pressions extrêmement élevées sans exiger aucune manoeuvre de la part de l'opérateur.
Suivant une première caractéristique de l'invention, la.pompe comporte plusieurs jeux de cylindres et pistons à sections diffé- rentes et travaillant en parallèle, combinés avec des dispositifs manométriques éliminant les jeux à plus forte section au fur et à mesure que la pression s'élève, cette élimination pouvant avanta- geusement s'effectuer par by-pass.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, tous les cylindres sont disposés radialement sur un même organe .tournant, tous les pistons étant solidaires d'un autre organe tournant
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excentré par rapport au premier, et des moyens sont prévus pour que cet excentrement varie en fonction inverse de la pression de refoulement.
Suivant une troisième caractéristique de l'invention, la pompe est combinée aveo un distributeur et son carter forme bâche de retour de liquide, cette disposition permettant de réaliser un ensemble particulièrement compact et de fonctionnement sûr, réduisant au minimum les tuyauteries extérieures.
Le dessin annexé, donné à titre d'exemble, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle pré- sente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer: Fig. 1 est une coupe longitudinale générale d'une pompe suivant l'invention.
Fig. 2 en est une coupe transversale suivant II-II (fig.l).
Le plan de coupe de fig. 1 y est indiqué en I-I.
Fig. 3 est une coupe transversale partielle suivant III-III (fig. 1).
Fig. 4 est une coupe transversale partielle suivant IV-IV (fig. 1).
Fig. 5 est une coupe de détail suivant V-V (fig. 2).
La pompe représentée se compose d'un carter général 1 (fig.1 et 2) traversé par un arbre général 2 sur lequel tourne un rotor 3 dans lequel sont alésés deux rangées de cylindres radiaux, savoir des cylindres 4 à fort diamètre (fig. 1 et 2) et des cylia- dres 5 à faible diamètre (fig. 1 et 3). Dans ces cylindres cou- lissent des pistons 6 et 7 respectivement, attelés à des sabots 8 et 9 susceptibles de coulisser dans des rainures de guidage circulaires 10 et 11 ménagées sur la périphérie interne d'un tam- bour 12 qui enferme le rotor 3.
Ce tambour 12 n'est pas centré sur l'arbre 2 : est monté
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dans des roulements 13 portés par des flasques 14 pouvant coulis- ser verticalement à l'intérieur du carter 1 contre une glissière 15 (fig. 2). Les deux flasques 14 sont d'autre part réunis par des entretoises longitudinales 16 (fig. 1 et 2) sur lesquelles sont montées des colonnettes verticales 17 qui, traversant la partie supérieure du carter 1, sont fixées à une entretoise trans- versale 18. Cette dernière coulisse sur des tiges 19 sur lesquel- les sont montés de forts ressorts de compression 20 tendant à ramener vers le bas l'entretoise 18.
Un comprend que cette disposition permet au tambour 12 de se déplacer verticalement vers le haut à l'encontre des ressorts 20 entre une position inférieure correspondant à l'excentrement maximum (position représentée' sur les dessins) et une position supérieure correspondant à l'excentrement nul.
L'entretoise 18 est encore soumise à l'action d'un vérin hydraulique comprenant un piston 21 mobile dans un petit cylin- dre vertical 22 prévu au dessus du carter 1, ledit piston ten- dant à repousser l'entretoise vers le haut. Le piston 21 est en deux pièces entre lesquelles est serrée la garniture d'étan- chéité. La pièce inférieure est solidaire d'une tige 23 qui, traversant la partie supérieure ainsi que l'entretoise 18, porte un ressort de compression 24 qui assure le serrage permanent de la garniture.
L'arbre 2 est conformé de manière à former distributeur pour les deux groupes de cylindres 4 et 5. Dans ce bit, il com- porte tout d'abord une première partie creuse 25 reliée à la tuyauterie d'aspiration 26. Cette dernière est elle-même reliée au bas du carter 1 par une tuyauterie non représentée en détail.
Au droit des cylindres 4, l'arbre 2 est entaillé de deux lunules 27 et 28 (fig. 2) formant respectivement collecteur d'aspiration
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et collecteur de refoulement. La première communique avec la partie creuse 25 par un trou longitudinal 29, tandis que l'autre communique avec un canal de refoulement 30 particulièrement visible en fig. l. De même, l'arbre 2 est également entaillé au droit des cylindres 5 de deux lunules 31 et 32 (fig. 3), la première communiquant avec le trou 29 précité qui se prolonge suffisamment sur la longueur de l'arbre, tandis que la seconde communique avec un canal de refoulement particulier 33 (fig. 1 et 3).
Le canal 32 communique avec un alésage vertical 34 prévu dans la paroi arrière du carter 1, ledit alésage formant cham- bre à haute pression. Une soupape à bille 35 est interposée dans cette communication pour former anti-retour Le oanal 30 communique avec le canal 32 à travers une seconde soupape à bille anti-retour 36(fig. 1 et 4).
Les canaux longitudinaux 30 et 33 débouchant à l'extrémi- té droite de l'arbre 2 (fig. 1) et reçoivent deux pistons 37 et 38 respectivement qui viennent porter contre une butée mobi- le commune 39 repoussée vers la gauche par un foit ressort 40 prenant appui contre un chapeau 41 fixé au carter 1 et coiffant l'extrémité de l'arbre 2.
L'arbre 2 est entaillé d'une lumière transversale 42 (fig.l) qui fait communiquer le canal 30 avec l'intérieur du carter 1.
Cette lumière 42 est normalement obturée par le piston 37.
La paroi arrière du carter 1 renferme encore un distributeur' comprenant (fig. 4) un alésage transversal horizontal 43 dans lequel coulisse un double piston-tiroir 44 attelé à une tige 45 traversant un presse-étoupe 46 porté par un couvercle dadit alésage dont l'extrémité opposée est fermée par un autre couver- cle 47. L'alésage 43 traverse l'alésage vertical 34 sus-déorit
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et il est relié à deux tubulures 48 et 49 formant départ (ou retour) de liquide sous pression. Ces deux alésages sont reliés aux deux chambres d'un cylindre de presse-hydraulique ou autre appareil. Enfin les deux extrémités dudit alésage 43 sont re- liées à l'intérieur du carter 1 par deux petites soupapes à ressort dont fig. 5 montre le détail.
Chacune comprend un petit alésage longitudinal 50 renfermant un piston 51 pressé contre un épaulement formant siège par un ressort 52 qui s'appuye contre un bouchon 53. Une lumière 54, normalement recouverte par le pisbn 51, fait communiquer l'alésage 50 avec l'intérieur du carter 1.
Le fonctionnement est le suivant:
Le rotor 3 est entraîné par l'intermédiaire d'un couple d'en- grenagesréducteurs 55-56 (fig. 1) et il tourne sur l'arbre 2 qui joue le rôle de distributeur. Au début, la pression de re- foulement est faible. Les ressorts 20 maintiennent donc les flasques 14 à la position d'excentrement maximum et les deux groupes de cylindres 4 et 5 débitent ensemble dans la chambre à haute pression 34 par les canaux 30 et 33. La pression étant faible, les deux pistons 37 et 38 sont à leur position extrême gauche, comme d'ailleurs représenté en fig. 1, de telle sore que la lumière 42 est recouverte.
A masure que la pression s'élève, la réaction exercée sur les flasques 14 fait monter ceux-ci à l'encontre de l'action de retenue des ressorts 24, de telle sorte que la course des pistons 6 et 7 diminue, ce qui tend ainsi à maintenir le couple moteur constant*en dépit de l'augmentation de pression.
Quand la pression atteint une valeur suffisante, les pis- tons 37 et 38 se déplacent ensemble vers la droite et la lumière 42 est découverte, ce qui supprime progressivement l'action des
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cylindres 4 dont le refoulement retourne librement au carter 1 formant bâche à liquide. La bille 36 empêche tout retour, de telle sorte que la pression continue à monter sous la seule ac- tion des cylindres 5 à petite section. La réaction sur les flas- ques 14 étant de ce fait diminuée, l'excentrement du tambour 12 redevient maximum, ou à peu près.
Il est à noter qu'aussitôt que les cylindres 5 travaillent seuls, la pression agissant sur le piston 38 atteint rapidement une valeur telle qu'elle suffit à comprimer le ressort 40, le by-pass par la lumière 42 se faisant alors sans contre-pression.
Par exemple, si le ressott 40 est taré de telle manière que la lumière 42 commence à .être découverte à une pression p, la bil- le 36 se ferme dès que cette pression est atteinte et la pression sur le piston 38 augmente alors, grâce à quoi la contre-pression provoquée par le piston 37 décroît, puisque la somme des poussées sur les deux pistons doit rester égale au tarage du ressort 40.
Quand la pression de refoulement des cylindres 5 atteint une va- leur suffisante P, les cylindres 4 travaillent ainsi sans aucune contre-pression.
La pression continuant à monter, le tambour 12 tend à nou- veau à se centrer par rapport à l'arbre 2 à l'encontre des res- sorts 20. Mais comme en raison de la faible valeur de la section des cylindres 5 la réaction peut ne pas être suffisante pour fai- re remonter les flasques 14 de la quantité voulue pour maintenir le couple constant, on l'y aide en reliant le vérin 21-22 à la chambre à haute pression 34 par le moyen d'une tuyauterie exté- rieure schématisée en 57 (fig.l). Le vérin 21-22 vient ajouter son action à celle de la réaction de pompage et contribue ainsi à faire monter les flasques 14 en fonotion de la pression de refoulement.
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Le liquide à haute pression de la chambre 34 s'éeoule vers l'une des tubulures 48 ou 49 suivant la position du piston-ti- roir double 44 (à la position de fig. 4, c'est vers la tubulure 48 que s'effectuer l'écoulement), tandis que .L'autre desdites tubulures (tubulure 49 en fig. 4) est reliée au carter 1 à tra- vers la soupape à ressort 51-52 correspondante, qui assure une contre-pression suffisante pour éviter toute rentrée intempes- tive d'air dans le circuit de liquide.
.bien entendu,. les détails de construction décrits ci-dessus n'ont été donnés qu'à titre d'exemple et pour mieux comprendre l'invention, mais ils ne limitent nullement le domaine de celle- ci dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails décrits par tous autres équivalents. un peut prévoir plus de deux grou- pes de cylindres et de pistons.
La réalisation de chacun de ceux- ci peut être quelconque; on peut remplacer le système des pistons 37-38 par un distributeur approprié actionné par un mécanisme manométrique (piston ou autre) recevant la pression de la chambre 34. On peut prévoir plusieurs vérins tels que 21 et 22 reliés individuellement aux refoulements des divers groupes de cylindres, de telle sorte que l'excentrement de l'organe d'articulation des pistons (tambour 12 ou autre) varie strictement en fonction de l'effort total exigé par les pistons et maintienne le couple mo- teur rigoureusement constant.
Il va d'autre part de soi que l'invention englobe non seule- ment les pompes du genre décrit,-ou de tout autre équivalent, mais encore les installations qui les comportent, et plus parti- culièrement les presses hydrauliques qui en sont munies.