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La présente invention @@t relative à un agencement fonctionnant comme pompe ou comme' moteur, qui consiste en un élément d'engrenage entraîneur et un élément d'engrenage en- traîné engrenant l'un avec l'autre et fonctionnant dans un carter pourvu d'une admission et d'un échappement pour l'agent de fonctionnement, En fait, l'invention se rapporte à un dis- positif dans lequel on peut faire varier l'engrènement entre les dents d'engrenage.
La particularité la plus caractéristique de l'inven- tion est un arbre (l'arbre de réglage) tournant dans l'enve- loppe ou carter, pourvu d'un support d'engrènement exentré pour l'élément d'engrenage tournant placé sur ledit support en sorte qu'en faisant tourner l'arbre de réglage dans l'enve- loppe, l'écartement des engrenages peut être modifié tout en maintenant un joint étanche.. entre la périphérie extérieure de l'engrenage mené, et le carter. Ainsi, les dents des éléments d'engrenage engrenant toujours avec un minimum de jeu entre elles.
Antérieurement, on a proposé de construire des pompes à engrenage de manière telle que l'engrènement mutuel entre les pistons faisant avancer l'agent de fonctionnement pouvait être modifié. Dans une conception connue, les arbres des éléments d'engrenages sont supportés indépendamment l'un de l'autre, chacun l'étant dans une paire de disques distincte tandis que le carter est divisé en deux parties variables quant à l'espacement des arbres. Les pairesd'organes avecleurs paliers pour éléments d'engrenage sont déplacées au moyen de vis de réglage, l'une par rapport à l'autre, permettant ainsi
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de faire varier l'engrènement. Cet agencement n'est pas satis- faisant du point de vue de l'étanchéité et ne peut être réa- justé pendant le fonctionnement.
Dans un autre système, l'élément d'engrenage entrai. né est introduit excentriquement dans un disque de forme res- semblant à un croissant, qu'on peut faire tourner de l'exté- rieur. En faisant tourner le disque, il est possible de faire varier'le jeu entre les dents d'engrenage. Par cette variation du jeu,' il est possible de réajuster la capacité de la pompe, mais la modification de la capacité dans une grande mesure aurait pour conséquence des fuites, du fait que l'élément d'engrenage entraîné manque d'un support propre convenable.
Ce dispositif a été conçu surtout pour le réglage du jeu ,ni- nimum entre éléments d'engrenage. Le degré de jeu variera avec l'excentricité et le rendement volumtrique de la pompe varie- ra avec le jau. Du jeu se produira également entre l'élément d'engrenage entraîné et la paroi interne du disque fonction- nant comme guide, raison pour laquelle ce dispositif est des- tiné en premier lieu seulement à augmenter l'engrènement à la suite de l'usure. En outre, ce dispositif est de fabrica- tion difficile et il est coûteux.
Les systèmes de po@pes à engrenage de capacité variable connus jusqu'à présent, étaient limités à ceux pour- vus d'éléments d'engrenage du type à denture externe mais comme cela sera évident d'après la description suivantede quelques formes de réalisation de l'invention, celle-ci peut être appliquée avec avantage en concevant des pompes et des moteurs du type à denture interne, respectivement.
Dans les dessins annexés, on a montré à titre d'ex- emples, un certain nombre de systèmes de l'invention donnés seulement à titre illustratif, sans limitation.
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- La figure 1 montre une vue en perspective d'un agencement suivant L'invention, avec des éléments d'engrenage à dentures de type externe.
- -La figure 2-est une vue @@ perspective de l'agen- cement suivant la figure 1, avec une extrémité du carter en- levée pour monter l'engrenage en plein engrènement.
- La figure 3 est une perspective semblable à la fi ure 2 avec les éléments d'engrenge@ @@parés l'un de l'au- tre.
- La figure 4 montre schématiquement les @@@orié- tés de l'allure interne de la partie de paroi du car r qui entoure l'élément d'engrenage entraîné.
- La figure 5 montre une co@pe transversale faite suivant la ligne 5-5 de la figure 6 dans un autre agencement suivant l'invention avec l'élément d'engrenage entraîneur du type à denture interne, et l'élément d'engrenage mené ins- tallé à l'intérieur du précédent lorsque les engrenages engrènent complètement l'un avec l'autre.
- La figuure o est une coupe verticale suivant la ligne 0-6 de la fiure 5.
- La figure 7 est une coupe suivant la ligue 7-7 de la figure 5.
- La figure 8 est une coupe de détail radial suivant la direction indiquée par la ligne 8 à la figure 5.
- La figure est une vue en bout prise dans la direction 9 de la figure 6.
- La figure 10 est une coupe transversale, semblable à celle de la figure 5 avec -les éléments d'engrenage à distance maxima l'un de l'autre.
- La figure 11 est une vue en perspective en partie brisée d'une autre modification de l'agencement avec l'élément
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d'engrenage iubcrnc CpnU 1' <i;.ii:1 J.i. ii., 1: 5-1.l- ..1" " éivéc <1 ;?' bases de dontn j)'TC'(>S d'l.l. 1.'. (;ol!t',jHU (il, '1' rlai; ; (;:tr:r.i'-:ur ùu type à ùenLure intl'1'w:.
- La 1'!. -;nre 12 <.x1 une coupe t,rcu:;vcr:;:tlr. <iii,;1: l'ugencempnt montre cn doruier lie u.
- Les figures l.i et 14 montrent. un c<>upi,<3 de dé- tails de conception modifiée compris dans l'invention.
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- La figure 15 est un diagramme de l'ulevation de pression en fonction dll nombre de tours par rt!itzute de L'agencement suivant l'invention, fonctionnant en Do,pe.
- La figure l6 montre schématiquetiient un système de commande d'un agencement fonctionnant d'abord comme pompe (traits pleins), ensuite connue moteur (traits en tirets).
- La figure 17 montre schématiquement l'agencement équipé d'un système de commande relatif à l'application de l'agencement comme pompe, grâce auquel système de commande, le domaine de réglage de pression de la pompe peut être rendu variable.
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- La figure 18 montre schérr!aticrt<¯ .: .i4 un système de commode modifié pour l'agencement fonctionnant cornue moteur.
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- La figure L9 montre schéinatiqueineilt un système additionnel codifié de commande lorsque l'agencement fonctionne comme pompe.
L'agencement montré aux figures 1-4 consiste an deux éléments d'engrenage 20, 22 du type à denture extérieure logés côte à ente dans un carter 24 qui est pourvu de conduits 26,28 pour l'entrée et la sortie de l'agent de fonctionnement.
L'arbre axial de l'élément d'engrenage entraîneur 20 est indiqué par 30. L'engrenage mené 22 est situé sur un supoort d'en- grènement 34 qui est excentré par rapport à un arbre de régla-
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ge pour cet élément d'engrenage. Le support d 'en;5r)nemoiit est situé sur ledit irbre. L'arbre de rÉ.>Laee >2 est po.té dans
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le carter en s'étendant à travers une extrémité 36 de CE'lui- ci par un..tourillon 38. A l'aide de ce tourillon 38, l'arbre de réglage agira soit de manière forcée, soit, par auto-régla- ge à l'encontre de la force d'un ressort.
Du fait du support excentré de l'engrenage mené 22, un déplacement du centre tour. nant de l'élément d'engrenage mené 22 est obtenu en faisant tourner l'arbre de réglage 32 suivant un arc d'une manière telle que cet élément d'engrenage, dans une position limite,, est en plein engrenement avec l'élément d'engrenage de comman- de 20 et dans l'autre position limite engrène assez seule- - ment pour permettre de maintenir une rotation continue de l'élément d'engrenage mené 22.
Le cercle de tête des dents de l'élément d'engrenage de commande 20 contactela 'surface in- terne 40 de la moitié de carter touchant ce cercle sans jeu autant que possible tandis que la surface intérieure 44 de l'autre enveloppe 46 entourant l'élément d'engrenage mené 22 est engendrée de la manière suivante.
En se référant à la figure 4, 48 constitue le centre de l'arbre de réglage 32, et 50 le centre de rotation de l'arbre de l'élément d'engrenage mené 22, qui peut se déplacer le long d'un arc de rayon r à partir de la position 50 correspondant au plein engrènement jusqu'à la position 50' correspondant à la limite extrême où il y a encore engrènement.
Par suite, l'arbre de réglage 32 tournera autour de son centre 4$ dans l'angle des rayons 48-52 et 48-52' et la partie de paroi 44 faisant joint étanche est composée de deux régions de .fermeture au de joint étanche cylindriques 54-52' et 52'-56. La première région de fermeture 54-52' est concentrique à l'arbre de réglage et comprend un arc semblable à l'arc entre le bord de sortie 54 de la partie -,le paroi 44 et le plan radial 48-52'passant par le centre 48 de l'arbre de réglage et le centre 50' de l'élément d'engrenage tournant.
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,'U sens COitl:x:1.LI't tn 111L 'C C' i:l, t't'i.:.¯. : at cL1 J;x'C', 1 Z':;r , ;:1 nour cC'ttc pre: l, l'c région cit .1f' If!' vi - r;.I, ",;;.1 11-r , >ù H. C'st le rayon (lit cercle <1>; 1,FL<, cfe: t,rtzt: t- Lf '1.',i'-'lIt. ci 'r, if'Te!wr"E' 22 et où r en).. uéfiui plu;., Imut. i,t:-rrztrr= i>fl,iglLon de fermcture J,1'-,>,> comprend un i>rc part, tli; dudit 1->],a;i i;i<ii:il 4-:?' jusqu'al' bord d'cntr''e )0 de In ;>rr'iyl.C de (3..C'f.i 44 et à son centre au centra b1-' de' ]¯tÉ:.l¯,'lt,CIrJ; <:)'c-urf!:.'!o ;, in4 dans sa position extrêmc et un ra:,ron ég:.tl ii 11, 1,('5 1'1 .;ures 2 dt 3 montrant it(51çitieiit d fcngrctlê,gc mcih' 2 touchar.t les j>renrière et deuxième régions de feT".eture de ix; 1'=c- intérieure 44 respectiveineni.
En faisant varier l'engrènement, une capacité
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volumétrique variable est rcsiisee pour un nombre de tours par minute constant. La rotation de 1"arbre de réglage j2 peut être accomplie au moyen d'un levier 58 et les réglages peuvent être faits par force extérieure ou par voie d'autoajustement à rencontre de l'action d'un ressort ou. Par un actionnement élastique de l'arbre de réglage, une pression constante est créée en aval de la pompe, tandis qu'il est
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possible de faire varier sa capacité en a'1plir'uant divers de- grés de tension au ressort. La pression constante est maintenue dans la région où elle est couverte par la variation qui est possible entre les deux positions limites.
La pomp main-
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tient unc certaine pression qaâlle que soit 1 résistance dans une certaine région, pour les variations de débit omises par la pompe. La même variation peut aussi être réalisée par
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un réglare manuel ou autre de l'arbre en sorte oue 1.-. pression peut être rendu, variable suivant l'aptitude du réservoir récepteur a absorber lu quotité de l-luide l', un. certain pression.
,]Jln5 l'ag;(llCerr!ell1, suivant la figure i, il est pos- sible d'utiliser le levier 58 pour le réglage ou ajustement
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de l'engrenage t'ntrainé, entre dG!.]]: limita ù(;finlc'3 par les dispositifs d'arrOt u2 et t; :l.t u,;cttccmotW élastique LU pour renreendrce le CQupl\? par lequel l'arbre do réglage E Gt actionné par la pression d'huile.
Dans l'exemple décrit É<i,i;C figures 1-lF, le profil des dents est du type en développante qui donne un engrène- ment parfait quel que soit l'écartement de l'arbre, tant que les dents engrènent d'une quantité suffisante. Dansle
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tyne précédent, les éléments el' 8:lgrolwge sont, en outre, con- çus avec des dents à Clilll'?"e7.Il: Dans de tels engrenages hé- licoidaux, il est possible de choisir la construction de ma-
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nière telle qu'en regardant dans le. direction axiale, 11 euxt;r;r3.vc: en bout d'un profil de dent suivant est super.iosa,ble à l'extrémité postérieure du profil de dent prÉcédent.
Du fait de l'emploi d'engrenages hélicoïdaux, on a un perfec-
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tionnement par le fait que les dents des deux éléments d'en- grenage sont toujours en engrènement effectif l'une avec l'au. tre.
A la figure 2, le sens de rotation des éléments
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d'engrenage est marqué par des flècues, de 'gle que le sens d'écoulement du liquide lorsque l'appareil, fonctionne en pompe. Lorsqu'on l'utilise comme moteur, le sens d'écoulement du fluide est inverse. La même remarque s'applique aux
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autres a.i.;lyJ'.tit's il..ustrcw..1,'t7eC un agencement suivant ce système utilise comme moteur, on obtient un couple moteur constant dans un certain domaine de vitesses.
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Dans l'agencement suivant les figures 3. 7,ttm 7.tclément d'en;'"nage d'entraînement à$ est du type à denture interne avec des bases de dents 10 non percces et enfermées dans la. cavité créée par le carter composé des moitiés 70,72. La couronne d'engrenage de l'élément d'engrenage de commande
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64 peut être prévuece un- pièce avec une partie 74 formfant support, à laquelle l'arbre axial 75 de l'élément d'@ngrenage de commande 64 est relié, lequel arbre axial est supporte dans une moitié de carter 70.
L'élément d'engrenage entraîna 70 supporté excentriquement est logé à l'intérieur de l'élément d'engrenage entraîneur et son arbre de réglage 80 avec le support excentré d'engrènement 82 pour l'élémentd'engrenage mené est supporté dans une moitié de carter 72, 84 indiquant un manchon de palier. L(arbre de réglage 80 est pourvu d'un levier extérieur 8b fonctionnant entre les butées 88, 88' et la rotation de l'arbre de réglage vers la. position limité extrême correspondant à la butée d'arrêt 88' se produit à l'encontre de l'action d'un ressort 90.
A l'arbre de réglage 80 est attaché un disque cir- culaire 92 concentrique audit arbre, qui est supporté dans la moitié de carter 72, c'est-à-dire du côté opposé des cou- ronnes d'engrenage, par rapport à la partie de support 74 pour la voie d'engrenage extérieure 64. Ce disque 92 a, du côté haute pression de l'agencement, 'une bande formant fermeture 94 s'étendant axialement vers le bas dans l'espace intermédiaire qui contacte le cercle de tête des dents de llélé- ment d'engrenage interne 78. une bande de fermeture fixe 96 est attachée à la moitié de carter 72 et située dans ledit espace intermédiaire.
Cetce dernière bande de fermeture 96 touche extérieurement le cercle de tête des dents de l'élément d'engrenage 64 entraîneur, et intérieurement le bord extérieur de la bande de fermeture 92 touchant l'élément d'en- grenage entraîné 78, en sorte que le plan de glissement 98 entre ces deux bandes de fermeture est situé le ion-. d'un cercle concentrique à l'arbre de réglage 80, dont le diamètre est égal à celui du disque 92.
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La bande de formeture intérieure 94 suit donc l'arbre de réglage 80 lorsqu'il est. ajuste eu rotation et glisse le long de la surface de fermeture 98 contee la bande de fermeture fixe extérieure. Les figures 5 et lu mon- trent eu manièrede comparaison les positions relatives des parties réglables en plein engrènement des éléments d'engrena- ge et dans la position limite extrême, correspondant au maxi- mum d'écartement des dents, respectivement. Par mesure de sé- curité, au moins une des bandes de fermeture est pourvue d'un bourrage 100 faisant face à la surface de joint entre les ban- des de fermeture.
Le disque 92 sur l'arbre de réglage 80 est pourvu de trous d'écoulement courbés 102, 104 pour l'entrée axia.le et la sortie axiale 106, 108 de l'agent de fonctionnement de la pompe (les désignations d'entrée et de sortis s'inversant lorsque l'agencement est utilisé comme moteur).A l'arriè- re de la, partie formant support 74 pour la couronne d'engre- nage extérieure 64, une cavité 110 est logée axialement der- rière le trou d'écoulement 108 du côté pression de l'agence- ment et reliée au moyen de conduits 112, 114, 116 avec ce trou d'écoulement pour égaliser les pressions aux surfaces (figure; 7-8).
Dans cette conception aussi bien que dans les au- tres suivant l'invention, la composante de pression de la pression hydraulique du côté pression, actionnant l'élément' d'engrenage entraîné ou l'élément entraîne et la bande de fer- meture, doit toujours passér par le centre de déformation de l'arbre de l'excentrique du côté qui donne un couple dégageant les éléments d'engrenage. La pression aux paliers résultant de l'élément d'engrenage entraîné tendra toujours à faire tourner l'arbre excentrique de telle manière que l'engrène- ment des éléments d'engrenage diminue lorsque l'agencement
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i ' llcti o11n(' eu pO' 1)(', eu le c<;ii',>.;;i,1, L<,1::..:< l!;. lle', j, é' 1.1'1, fonctionne COI11I:1(' mtt,<=tr.
LTa;f,tzc..=,ti, r:¯.tlf-I:. r ri u;.c;; 1 l 1.. est en nxir;-cipe de même conception (Ut celui <iF.ci>i<,i;1.L<: Í1:::L,i; r<iJ<.c 1.<.s figures 5-lU, n0 dii'l"t'r,<l1t du fiit o["nC0,: :, ouc :;:)1" 1.-. fait. que les bases des dents do la Co lJ1'0 l1W: <1 "JL<#>,<=iit;z G iC I2'r fil jC externe llb sont percées en sorte nue (1C:: 1;x.<>u.z ':.<l;nix±;ion et d'échaopetupnt axiaux 120 sont créés pour le /Iilir::u de fonttionuenent.
Pour cette raison, le carter lhdz lie l t 11[:;C!llce:'!ent sera pourvu d'entrées 124 et de sorties 1%0 au uoins en principe axiales pour l'agent de fonctiouaeittent. utre:;teut, les détails correspondants aux parties des figures 5-10 sont désignés par les mènes chiffres de référence et pour @viter la
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répétition, toute autre description en sera onlise. i, f arbre axial de l'élément d'engrenage entraîné 118 est supporté au Ployen de paliers à aiguilles s 121:', dans un manchon 130 agencé du côté convenable du carterl22. @n mécanisme 132 actionné par'l'agent sous pression est prévu pour le déplacement mécanique du levier 86 à l'encontre de l'action du ressort 90.
Les figures 13 et 14 montrent les profils des éléments d'engrenage du type externe et influe avec des têtes de dents chanfreinées 134 et 136 respectivement à l'exception, dans ce cas, des parties terminales 138 et 140 des têtes de
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dents, qui fonctionnent COT,,(> L î des d'engrènement ou guides pour la corotation des éléments d'engrenage. jeu moins un des éléments d'engrenage dans chacun des agenCE'I'It>nts décrits plus haut peut être pourvu d'un tel dispositif du fait duquel l'a- gencement doit être fait plus grand pour obtenir la capacité désirée, mais au moyen duquel on a d'autres possibilités en ce qui concerne la variation de la capacité de l'agencement, etc....
Pour pouvoir descendre à zéro en ce qui concerne la
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quantité en circulation, une telle évacuation sera utilisée.
Dans le diagramme de la figure 15, l'éléaion de pression est Lracée en fonction du nombre de tours par minu- te (n) de la pompe, la courbe donnant le rendement volumétri- que de la pompe. -Le domaine de réglage d.e la pompe est indi- qué par une ligne renforcée pourvu qu'elle travaille avec un ressort seulement pour l'auto-réglage de l'arbre de régla- ge à l'encontre de l'effet de la pression du liquide dans le circuit de refoulement de la pompe. En ajoutant un servo- moteur, par exemple, un solénoïde actionné électriquement, un piston actionné hydrauliquement ou peumatiquement, ou une source de source semblable, il est possible d'appliquer . un couple à l'arbre de réglage.
La grandeur et le sens de ce couple peuvent être réglables à volonté, en sorte qu'on obtiel les diverses courbes des réglées de réglage de la pression qui sont comprises dans le schéma de la figure 15. Par suite au-dessus de la courbe pour le ressort seul il y a des cour- bes où le couple du servo-mote ur est ajouté à l'action du res- sort, et en dessous les uourbes caractéristiques où le servomoteur contrebalance l'effet du ressort. La force du servomoteur et la force du ressort peuvent être situées partielle- ment l'une par rapport à l'autre comme à la figure -il ou peuvent l'être en série, en sorte qu'on obtient divers typés de caractéristiques.
Dans le système de réglage suivant la. figure 10, on montre l'agencement fonctionnant en pompe par des traits pleins. Le levier 142 pour l'ajustement (le l'arbre de réglage 144 de la surface d'engrènement excentrée est retenu par un ressort 140 en sorte que les éléments d'engrenage soient en prise au maximum. Le refoulement de la pompe est relié à un piston plongeur 150 au moyen d'un conducteur 148. Lorsque la pression s'élève dans le refouler, les éléments d'engre-
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Surtout,, une Tmes:io.l c)llsta3nt;o csL <}lxv{.âzfm ,1;'U:j cert&ius domaines, et il est possible (If' diolsir lr v.0,,l::i.IIC' .t'.;.i :')1'2:::;Si011S de l'extérieur sans devoir c.1(rlver une nuautit, CtrCG;i-
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que de liquide.
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Lorsque le même aGllc-G'iceizt est utilise COLh,3 .,10-
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teur, ce qui est indiqué pur les ligues en tirets, le ressort
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l4ut fonctionne pour écarter les éléments d'engrenage l'un
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de l'autre tandis que l'admission du moteur est reliée au
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piston sensible à la pression 15U par le conduit l4bq de uanière telle eue le piston à pression 150 tendra à au;ienter
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l'engrène ment de l'engrenage.
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Dans le système de eo;utailde suivant la figure z avec l'agencement an.liçu: CO);!IdG 'Pompe, son refouleJilE-nt peut être soit raccordé derrière le piston de pression 150 par le conducteur 14b ou en avant du piston à pression par le concucteur 148', lorsque le passage est obtenu par un robinet à trois voies 15::.:. Ceci sig,jiL'ie que dans le SClsma de la, figure 15, les échelles de 1? courbe entent et descc-n. respec. tiveruent nar ranoort à la li.,ne de base pour ia CO,,',I'Ol1C:e à distance sQLi10.l itnoa, un V<ll'laLeur lie pression 1)4 peut Pire 1.IlStalî' dans lu conçue ,; 1 <; L 'l.lcnt:tioll du piston a t?i.'i'.i;:il.O'¯1 1 et pour 11 i:l3;ent (lE' c,.liC:i..!7:i.t.:ci1r au >.tC),I t.tt2 jç j g¯¯ tinct de l'".Éléllt (Je G11Ct10I1t1Ci-tC'lü, # ,)(!De- npiji ("trE' titi¯ L1.; ..
Ly SE?rVc,¯t:l0tf11I' .eue ttrc COllc;u ;3y1t êtl't' :C;iona6 a ( l::;t; lice t5:,1" # 1"' < il <.1(' vC,l'i:at;l.0 i 1 t ' C. Tt:iL7.L OIl iÉ;Ll:3 1. i T1E (J 1 a liuc!ttat Loa Üu pi ::;t(),1 ;), )1'(' :,lo;.
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La figure 18 montre un système de commande pour un moteur correspondant au système de la. figure 17 pour une pompe. Le ressort 140' tend à écarter les éléments d'engrenage l'un de l'autre, tandis que l'admission au moteur par un conduit 148' est reliée au piston à pression de telle manière que pour une augmentation de pression l'engrenage se resserre.
Le système de commande de la figure 19 pour @@ agencement suivant l'invention fonctionnant, comme pompe est pourvu d'un servo-moteur sous forme d'un solénoïde dont l'armature 156 est actionnée par la bobine 158. La bobine 158 est alimentée par le circuit 160 et au moyen d'un inverseur de . courant, il est possible d'inverser le sens du courant et on peut encore modifier l'ampèrage de commande par une résistance de r églage 164 dans le but de changer le domaine de réglage suivant les princi.pes illustrés à la figure 15.
REVENDICATIONS. -
1.- Agencement comprenant un élément d'engrenage entraîneur et un élément d'engrenage entraîné engrenant l'un avec l'autre et enfermés dans une enveloppe pourvue d'une admission et d'une évacuation pour un agent de fonctionnement, caractérisé en ce qu'il comporte un arbre (l'arbre de réglage) agencé pour qu'on puisse le faire tourner dans une enveloppe avec un support d'engrènement xcentré pour l'élément d'engre- nage mené situé sur le support d'engrènement,
en sorte qu'en faisant tourner l'arbre de rgglage dans l'enveloppe on puisse faire varier l'écartement axial des éléments d'engre anage tout en maintenant le joint étanche entre la périphérie extérieure de l'élément d'engrenage mené et l'enveloppe.
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The present invention relates to an arrangement functioning as a pump or as a motor which consists of a driving gear member and a driven gear member meshing with each other and operating in a housing provided. an inlet and an outlet for the operating medium. In fact, the invention relates to a device in which the meshing between the gear teeth can be varied.
The most characteristic feature of the invention is a shaft (the adjusting shaft) rotating in the casing or housing, provided with an off-center meshing support for the rotating gear element placed on it. said support such that by rotating the adjusting shaft in the casing the gear spacing can be altered while maintaining a tight seal between the outer periphery of the driven gear and the housing . Thus, the teeth of the gear elements always mesh with a minimum of play between them.
Previously, it has been proposed to construct gear pumps in such a way that the mutual engagement between the pistons advancing the operating agent could be changed. In a known design, the shafts of the gear elements are supported independently of each other, each being supported in a separate pair of discs while the housing is divided into two parts varying in the spacing of the shafts. . The pairs of members with their bearings for gear elements are moved by means of adjusting screws, with respect to each other, thus allowing
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to vary the meshing. This arrangement is unsatisfactory from the point of view of sealing and cannot be readjusted during operation.
In another system, the gear element entered. born is inserted eccentrically into a disc shaped like a crescent, which can be rotated from the outside. By rotating the disc it is possible to vary the clearance between the gear teeth. By this variation of the clearance, it is possible to readjust the capacity of the pump, but changing the capacity to a great extent would result in leaks, as the driven gear member lacks its own support. suitable.
This device has been designed above all for adjusting the minimum clearance between gear elements. The degree of play will vary with eccentricity and the volumetric efficiency of the pump will vary with the gauge. Clearance will also occur between the driven gear member and the inner wall of the disc acting as a guide, which is why this device is primarily intended only to increase the meshing as a result of wear. . In addition, this device is difficult to manufacture and expensive.
The variable capacity gear weight systems known heretofore have been limited to those provided with gear elements of the external tooth type but as will be apparent from the following description of some embodiments. of the invention, this can be applied with advantage by designing pumps and motors of the internal gear type, respectively.
In the accompanying drawings, a number of systems of the invention have been shown by way of example, given only by way of illustration, without limitation.
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- Figure 1 shows a perspective view of an arrangement according to the invention, with gear elements with external type teeth.
Figure 2 is a perspective view of the arrangement according to Figure 1, with one end of the housing removed to mount the gear in full mesh.
- Figure 3 is a perspective similar to fi ure 2 with the gear elements @ @@ trimmed from each other.
Fig. 4 schematically shows the orients of the internal shape of the wall portion of the coach which surrounds the driven gear member.
- Figure 5 shows a transverse co @ pe taken along the line 5-5 of Figure 6 in another arrangement according to the invention with the drive gear member of the internal tooth type, and the gear member driven installed inside the previous one when the gears completely mesh with each other.
- Figure o is a vertical section along line 0-6 of figure 5.
- Figure 7 is a section along the league 7-7 of Figure 5.
- Figure 8 is a radial detail section taken along the direction indicated by line 8 in Figure 5.
- The figure is an end view taken in direction 9 of figure 6.
- Figure 10 is a cross section, similar to that of Figure 5 with -the gear elements at maximum distance from each other.
- Figure 11 is a partially broken away perspective view of another modification of the arrangement with the element
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CpnU 1 '<iubcrnc gearing; .ii: 1 J.i. ii., 1: 5-1.l- ..1 "" if <1;? ' bases of dontn j) 'TC' (> S d'l.l. 1. '. (; ol! t', jHU (il, '1' rlai;; (;: tr: r.i '-: ur ùu type at ùenLure intl'1'w :.
- The 1 '!. -; nre 12 <.x1 a cut t, rcu:; vcr:;: tlr. <iii,; 1: the ugencempnt shows cn doruier lie u.
- Figures l.i and 14 show. a c <> upi, <3 of modified design details included in the invention.
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- Figure 15 is a diagram of the pressure rise as a function of the number of revolutions per rt! Itzute of the arrangement according to the invention, operating at Do, pe.
- Figure 16 shows schematically a control system of an arrangement operating first as a pump (solid lines), then known as a motor (dashed lines).
FIG. 17 schematically shows the arrangement equipped with a control system relating to the application of the arrangement as a pump, by means of which control system, the pressure adjustment range of the pump can be made variable.
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- Figure 18 shows schérr! Aticrt <¯.: .I4 a modified chest of drawers system for the motor retort arrangement.
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- Figure L9 schematically shows an additional codified control system when the arrangement operates as a pump.
The arrangement shown in Figures 1-4 consists of two gear elements 20, 22 of the externally toothed type housed side by side in a housing 24 which is provided with conduits 26,28 for the inlet and outlet of the gear. operating agent.
The axial shaft of the driving gear member 20 is indicated by 30. The driven gear 22 is located on a gear support 34 which is eccentric with respect to an adjusting shaft.
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ge for this gear element. The support of in; 5r) nemoiit is located on said irbre. The tree of rÉ.> Laee> 2 is po. In
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the housing extending through one end 36 of it by a journal 38. Using this journal 38, the adjusting shaft will act either by force or by self-adjusting. - ge against the force of a spring.
Due to the eccentric support of the driven gear 22, a displacement of the center turn. The end of the driven gear member 22 is obtained by rotating the adjusting shaft 32 in an arc in such a way that this gear member, in a limit position, is in full mesh with the member gear 20 and in the other limit position engages only enough to allow continuous rotation of the driven gear member 22 to be maintained.
The head circle of the teeth of the control gear member 20 contacts the inner surface 40 of the housing half touching this circle without play as much as possible while the inner surface 44 of the other casing 46 surrounding it. The driven gear element 22 is generated as follows.
Referring to Figure 4, 48 constitutes the center of the adjustment shaft 32, and 50 the center of rotation of the shaft of the driven gear member 22, which can move along an arc. of radius r from position 50 corresponding to full meshing up to position 50 'corresponding to the extreme limit where there is still meshing.
As a result, the adjusting shaft 32 will rotate around its center 4 $ at the angle of spokes 48-52 and 48-52 'and the wall part 44 making the seal is composed of two sealing regions at the seal. sealed cylindrical 54-52 'and 52'-56. The first closure region 54-52 'is concentric with the adjustment shaft and includes an arc-like arc between the exit edge 54 of the part -, the wall 44 and the radial plane 48-52' passing through. the center 48 of the adjusting shaft and the center 50 'of the rotating gear member.
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, 'U meaning COitl: x: 1.LI't tn 111L' C C 'i: l, t't'i.:. ¯. : at cL1 J; x'C ', 1 Z':; r,;: 1 nour cC'ttc pre: l, l'c region cit .1f 'If!' vi - r; .I, ", ;;. 1 11-r,> ù H. This is the radius (lit circle <1>; 1, FL <, cfe: t, rtzt: t- Lf '1. ', i' - 'lIt. ci' r, if'Te! wr "E '22 and where r en) .. uefiui plus;., Imut. i, t: -rrztrr = i> fl, closing iglLon J, 1 '-,>,> includes an i> rc part, tli; of said 1 ->], a; i i; i <ii: il 4- :? ' up to the edge of cn''e) 0 of In;> rr'iyl.C of (3..C'f.i 44 and at its center at the center b1- 'of'] ¯ summer: .l ¯, 'lt, CIrJ; <:)' c-urf!:. '! O;, in4 in its extreme position and a ra:, ron eg: .tl ii 11, 1, (' 5 1'1.; ures 2 dt 3 showing it (51çitieiit d fcngrctlê, gc mcih '2 touchar.t the j> renrière and second regions of ix; 1' = inner c- 44 respectiveineni.
By varying the meshing, a capacity
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Variable volumetric is rcsiisee for a constant number of revolutions per minute. The rotation of the 1 "adjusting shaft j2 can be accomplished by means of a lever 58 and the adjustments can be made by external force or by self-adjustment against the action of a spring or by elastic actuation. of the adjusting shaft, a constant pressure is created downstream of the pump, while it is
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Its capacity can be varied by relieving various degrees of spring tension. The constant pressure is maintained in the region where it is covered by the variation which is possible between the two limit positions.
The hand pump
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holds a certain pressure that is 1 resistance in a certain region, for the flow variations omitted by the pump. The same variation can also be achieved by
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a manual or other regulation of the shaft in kind oue 1.-. The pressure can be made variable depending on the ability of the receiving tank to absorb the quantity of the fluid. some pressure.
,] Jln5 ag; (llCerr! Ell1, according to figure i, it is possible to use lever 58 for the adjustment or adjustment
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of the driven gear, between dG !.]]: limita ù (; finlc'3 by the stopping devices u2 and t;: lt u,; elastic cttccmotW LU to return the CQupl \? by which the adjustment shaft E Gt actuated by oil pressure.
In the example described E <i, i; C figures 1-lF, the profile of the teeth is of the involute type which gives perfect meshing whatever the spacing of the shaft, as long as the teeth mesh d 'a sufficient quantity. In the
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previous tyne, the elements el '8: lgrolwge are, moreover, designed with teeth at Clilll'? "e7. It: In such helical gears, it is possible to choose the construction of ma-
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nière such as looking in the. axial direction, 11 themt; r; r3.vc: at the end of a following tooth profile is super.iosa, ble at the posterior end of the previous tooth profile.
Due to the use of helical gears, we have a perfect
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tation by the fact that the teeth of the two gear elements are always in effective mesh with one another. be.
In figure 2, the direction of rotation of the elements
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gear is marked by arrows, of 'gle that the direction of flow of the liquid when the apparatus, operates as a pump. When used as a motor, the direction of fluid flow is reversed. The same remark applies to
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others a.i.; lyJ'.tit's il..ustrcw..1, 't7eC an arrangement according to this system used as a motor, a constant motor torque is obtained in a certain range of speeds.
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In the arrangement according to Figures 3.7, the training element is of the internally toothed type with the tooth bases 10 unperceived and enclosed in the cavity created by the tooth. housing consisting of halves 70.72. The gear ring of the control gear element
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64 may be provided as one piece with a supporting part 74, to which the axial shaft 75 of the control gear member 64 is connected, which axial shaft is supported in a housing half 70.
The eccentrically supported driven gear member 70 is housed inside the drive gear member and its adjusting shaft 80 with the eccentric meshing support 82 for the driven gear member is supported in one half. housing 72, 84 indicating a bearing sleeve. The adjustment shaft 80 is provided with an outer lever 8b operating between the stops 88, 88 'and the rotation of the adjustment shaft to the extreme limited position corresponding to the stopper 88' occurs at the end. 'against the action of a spring 90.
Attached to the adjusting shaft 80 is a circular disc 92 concentric with said shaft, which is supported in the housing half 72, i.e. on the opposite side of the gear crowns, from each other. the support portion 74 for the outer gear track 64. This disc 92 has, on the high pressure side of the arrangement, a closure strip 94 extending axially downward into the intermediate space which contacts the hoop of the teeth of the internal gear element 78. a fixed closure strip 96 is attached to the housing half 72 and located in said intermediate space.
This latter closure strip 96 touches the outer edge of the head circle of the teeth of the driving gear member 64, and internally the outer edge of the closure strip 92 touching the driven gear member 78, so that the sliding plane 98 between these two closure strips is located on the ion-. a circle concentric with the adjustment shaft 80, the diameter of which is equal to that of the disc 92.
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The interior forming strip 94 therefore follows the adjustment shaft 80 when it is. rotates and slides along the closure surface 98 of the outer fixed closure strip. Figures 5 and 1 show for comparison the relative positions of the fully meshing adjustable parts of the meshing elements and in the extreme limit position, corresponding to the maximum tooth spacing, respectively. As a safety measure, at least one of the closure strips is provided with a stuffing 100 facing the joint surface between the closure strips.
Disc 92 on adjusting shaft 80 is provided with curved flow holes 102, 104 for axial inlet and axial outlet 106, 108 of the pump operating medium (the inlet designations and outputs reversing when the arrangement is used as a motor). At the rear of the support portion 74 for the outer gear ring 64, a cavity 110 is housed axially behind the gear. flow hole 108 on the pressure side of the arrangement and connected by means of conduits 112, 114, 116 with this flow hole to equalize the pressures at the surfaces (figure; 7-8).
In this design as well as in the others according to the invention, the pressure component of the hydraulic pressure on the pressure side, actuating the driven gear element or the driving element and the closure strip, must always pass through the center of deformation of the eccentric shaft on the side which gives off torque releasing the gear elements. The pressure at the bearings resulting from the driven gear element will always tend to rotate the eccentric shaft such that the engagement of the gear elements decreases as the arrangement.
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LTa; f, tzc .. =, ti, r: ¯.tlf-I :. r ri u; .c ;; 1 l 1 .. is in nxir; -cipe of the same design (Ut that <iF.ci> i <, i; 1.L <: Í1 ::: L, i; r <iJ <.c 1. <. s figures 5-lU, n0 dii'l "t'r, <l1t du fiit o [" nC0 ,::, ouc:; :) 1 "1.-. made. that the bases of the teeth of Co lJ1 ' 0 l1W: <1 "JL <#>, <= iit; z G iC I2'r external jC wire llb are drilled in bare kind (1C :: 1; x. <> Uz ':. <L; nix ±; axial ion and ecopetupnt 120 are created for the / Iilir :: u of funtionuenent.
For this reason, the housing lhdz binds the t 11 [:; C! Llce:! Ent will be provided with inputs 124 and outputs 1% 0 at least in principle axial for the operating agent. Further:; teut, the details corresponding to the parts of figures 5-10 are designated by the same reference numerals and to avoid the
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repetition, any other description will be understood. The axial shaft of the driven gear member 118 is supported at the needle bearing ployen 121: ', in a sleeve 130 arranged on the proper side of the housing 122. A mechanism 132 actuated by the pressurized agent is provided for the mechanical movement of the lever 86 against the action of the spring 90.
Figures 13 and 14 show the profiles of the gear elements of the external type and influence with chamfered tooth heads 134 and 136 respectively except, in this case, the end parts 138 and 140 of the tooth heads.
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teeth, which operate TOC ,, (> L î of meshing or guides for the corotation of the gear elements. clearance minus one of the gear elements in each of the agenCE'I'It> nts described above can be provided of such a device by virtue of which the arrangement has to be made larger in order to obtain the desired capacity, but by means of which there are other possibilities as regards the variation of the capacity of the arrangement, etc. ...
To be able to go down to zero with regard to
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quantity in circulation, such disposal will be used.
In the diagram of figure 15, the pressure eleaion is plotted as a function of the number of revolutions per minute (n) of the pump, the curve giving the volumetric efficiency of the pump. -The range of adjustment of the pump is indicated by a reinforced line provided that it works with a spring only for the self-adjustment of the adjustment shaft against the effect of the pressure liquid in the pump delivery circuit. By adding a servo motor, for example, an electrically actuated solenoid, a hydraulically or mechanically actuated piston, or a similar source source, it is possible to apply. torque to the adjusting shaft.
The magnitude and direction of this torque can be adjustable at will, so that the various curves of the pressure adjustment rules which are included in the diagram of figure 15 are obtained. Therefore, above the curve for the spring alone there are curves where the torque of the servomotor is added to the action of the spring, and below the characteristic curves where the servomotor counterbalances the effect of the spring. The servomotor force and the spring force can be located partially with respect to each other as in figure il or can be in series, so that various types of characteristics are obtained.
In the adjustment system according to. FIG. 10, the arrangement operating as a pump is shown by solid lines. The lever 142 for adjustment (the adjustment shaft 144 of the eccentric engagement surface is retained by a spring 140 so that the gear elements are fully engaged. The pump discharge is connected to a plunger 150 by means of a conductor 148. When the pressure rises in the delivery, the gear elements
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than liquid.
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When the same aGllc-G'iceizt is used COLh, 3., 10-
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tor, which is indicated for leagues in dashes, the spring
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l4ut works to move the gear elements apart one
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on the other while the engine intake is connected to the
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pressure sensitive piston 15U through the l4bq duct of the thong such that the pressure piston 150 will tend to orient
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the meshing of the gear.
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In the eo system; utailde according to figure z with the arrangement an.liçu: CO) ;! IdG 'Pump, its discharge can be either connected behind the pressure piston 150 by the conductor 14b or in front of the piston pressure by the concucer 148 ', when the passage is obtained by a three-way valve 15 ::.:. This sig, jiL'ie that in the SClsma of the, figure 15, the scales of 1? curve entent and descc-n. respec. tiveruent nar ranoort à la li., ne base for ia CO ,, ', I'Ol1C: e at a distance sQLi10.l itnoa, a V <ll'laLeur binds pressure 1) 4 can Worse 1.IlStalî' in lu conceived ,; 1 <; The l.lcnt: tioll of the piston was? I.'i'.i;: il.O'¯1 1 and for 11 i: l3; ent (lE 'c, .liC: i ..! 7: it: ci1r au> .tC), I t.tt2 jç jg¯¯ tinct of the ". Éléllt (Je G11Ct10I1t1Ci-tC'lü, #,) (! De- npiji (" trE 'titī L1 .;. .
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Figure 18 shows a control system for an engine corresponding to the system of the. figure 17 for a pump. The spring 140 'tends to move the gear elements apart from each other, while the inlet to the engine by a duct 148' is connected to the pressure piston in such a way that for an increase in pressure the gear tightens.
The control system of Fig. 19 for an arrangement according to the invention functioning as a pump is provided with a servo motor in the form of a solenoid, the armature 156 of which is actuated by the coil 158. The coil 158 is provided. powered by circuit 160 and by means of an inverter. current, it is possible to reverse the direction of the current and it is also possible to modify the control amperage by an adjustment resistor 164 in order to change the adjustment range according to the principles illustrated in figure 15.
CLAIMS. -
1.- Arrangement comprising a driving gear element and a driven gear element meshing with each other and enclosed in a casing provided with an inlet and an outlet for an operating agent, characterized in that that it comprises a shaft (the adjustment shaft) arranged so that it can be rotated in a casing with an x-centered meshing support for the driven gear element located on the meshing support,
so that by rotating the adjusting shaft in the housing one can vary the axial spacing of the gear elements while maintaining the tight seal between the outer periphery of the driven gear element and the 'envelope.