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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.