Installation hydraulique pour la commande de chariots de machines-outils,
et autres organes du même genre.
La présente invention a pour objet une
installation hydraulique pour la commande
de chariots de machines-outils et autres or
ganes du même genre.
L'installation suivant l'invention comporte
un dispositif de commande, un moteur pour
la propulsion du chariot, une pompe d'entrai-
nement, à débit variable, et une pompe de
déplacement rapide, de capacité supérieure à
celle de la pompe d'avance, des conduites
reliant les pompes et ledit moteur de ma
nière à former, pour le liquide de travail,
un circuit hydraulique fermé, le dispositif de
commande comportant un robinet de distri
bution et un moyen de contrôle unique dont
la manoeuvre permet d'actionner ce robinet
pour faire varier le débit de la pompe d'en- trainement.
Une forme d'exécution de l'objet de l'in- vention est représentée, à titre d'exemple, sur le dessin ci-joint, dans lequel :
Fig. 1 est une coupe verticale suivant 1-1, fig. 2 ;
Fig. 2 est un plan du dispositif de commande, représentant le levier de manoeuvre,
Fig. 3 est une coupe verticale, prise à
travers le dispositif de commande, perpendi
culairement au plan de coupe de fig. 1, cer
taines parties du mécanisme intérieur étant
en coupe et d'autres, en élévation ;
Fig. 4 est une coupe suivanf 4-4 fig. 1 ;
Fig. 5 est une coupe suivant la ligne
brisée 5-5, fig. 1, représentant le robinet de
distribution dans sa position neutre ;
Fig. 6 est une coupe, suivant la même
ligne que fig. 5, représentant ce robinet dans
sa position initiale d'avance ou d'entraîne
ment.
Fig. 7 est une coupe suivant la même
ligne encore, représentant le robinet de dis
tribution tourne à l'une des deux positions
de déplacement rapide, l'autre de ces positions étant celle qu'occuperait le robinet si on le faisait tourner de 180"à partir de la position représentée ;
Fig. 8 est un plan schématique des engrenages de commande par lesquels le robinet de distribution et la came à course variable de la pompe d'entraînement à débit variable sont manipulés,
Fig. 9 est une coupe suivant 9-9, fig. 1, représentant, en plan, le couvercle de la pompe e engrènement ou pompe de déplacement avec la soupape de décharge d'excès de haute pression ;
Fig. 10 est une coupe suivant 10-10, fig. 1 ;
Fig. 11 est une coupe partielle suivant 11-11, fig. 1 ;
Fig. 12 est une représentation schémati- que de l'installation adaptée à un tour ;
Fig. 13 est un schéma d'écoulement pris pour une position d'avance moyenne, représentant le parcours effectué par le fluide de travail pour se rendre des deux pompes au moteur et vice-versa ;
Fig. 14 est un plan d'une autre forme d'exécution de came susceptible d'etre subs tituée à celle représentée à la fig. 13 ;
L'installation représentée comporte comme partie principale un dispositif de commande composé de quatre éléments distincts coopérant ensemble et assemblés dans une même boîte ou enveloppe, qui constitue un cinquième élément.
Ces cinq éléments sont :
10 Une boite de support, formant envel- loppe, qui contient, maintien en position et supporte toutes les parties actives et dont la partie Inférieure forme une bâche à huile contenant une réserve de fluide de travail ;
2 Une pompe à débit variable et des moyens pour la commander et pour modifier son débit ;
30 Une pompe à débit constant ;
dans ce cas une pompe rotative à engrènement et les moyens servant à la commander ;
4 Un robinet de distribution et des dispositions de tuyauteries et de conduits grâce auxquelles ce robinet peut contrôler et dis tribuer le liquide se mouvant vers les pompes et revenant de celles-ci ;
5 Un appareil de contrôle à main par lequel les mouvements du robinet de contrôle sont convenablement coordonnés avec ceux du mécanisme de changement de course de la pompe à débit variable et grâce auquel le débit de cette dernière peut être régie et contrôle en changeant la course, ou par tout autre moyen.
La boîte comprend une partie inférieure1 formant socle et bâche à huile, combinés, et pourvue de pattes de support At. Au-dessus du socle se trouve une partie de corps A2 boulonnée au socle. En travers de ce corps s'étend une cloison A3. A la bride inférieure ¯4 de la partie de corps est assujetti un corps de pompe rotative à engrènement, A5, qui sert également de support pour le robinet de distribution.
De la cloison A3 s'élève une colonne creuse A6 servant de support pour le pivot de la pompe à débit variable ; A'designe un couvercle, bouloune au corps A2 et A8 désigne une plaque obturatrice, fermant l'extrémité supérieure de A7.
La pompe à débit variable comprend un court arbre B, monte dans un roulement à billes Bt dans la cloison A3 et dans le coussinet B2 du corps Arl de la pompe rotative à engrènement. Sur 1'arbre B est calée une roue à denture hélicoïdale, B3, en prise avec une autre roue à denture hélicoïdale,.
B4, cla- vetée à un arbre de commande horizontal l B' qui peut être commandé par une source quelconque convenable de force motrice, de préference contrôlée par la broche du tour, ou être directement commandé par la source de force motrice, quelle qu'elle soit, qui commande la broche du tour, de manière à s'ar- rêter et à se mettre en route avec cette broche.
Sur l'extrémité supérieure de l'arbre
B est monté un plateau-guide B6, presen- tant sur sa face supérieure plusieurs oreilles externes B7 et des oreilles internes B8. Ces oreilles internes sont placées en face des intervalles laissés entre les oreilles externes et les surfaces se regardant des oreilles externes et internes sont parallèles. Aux surfaces intérieures des oreilles externes B'sont assujet- tis des chemins de roulement B'.
C désigne un moyeu qui est susceptible de tourner sur la colonne creuse As et d'ou fait saillie un bras oscillant Cl se terminant par un bloc creux c2 dans lequel est rigidement monte le pivot C3. Un corps de pompe
Cl tourne sur la cheville Cs a l'interieur du plateau-guide. De ce corps de pompe s'éten- dent radialement une série de cylindres C5.
Des pistons creux C'coulissent dans ces cy- lindres et comportent des poussoirs C7 rigi- dement assujetties, par leurs bouts externes aux crosses 08 qui glissent sur la surface des oreilles internes B8 et dont les côtés externes sont en prise avec des billes C9 por tées par la cage Ct et en prise, également, avec les surfaces internes des chemins de roulement B9. Les poussoirs s'étendent à tra- vers les crosses pour venir en prise avec les cages à billes et en limiter le mouvement par rapport aux crosses, comme cela est in diqué dans la coupe fig.
11, la cage à billes étant fendue en C"de sorte que tout excès de mouvement de la cage a. billes dans un sens ou dans l'autre amène l'extrémité de la fente en prise avec l'extrémité saillante du poussoir.
L'huile, ou autre liquide, est conduite à la pompe à débit variable et est refoulée par celle-ci à travers les conduites flexibles D
D'qui peuvent servir, d'une façon interchangeable, selon le sens de fonctionnement de la pompe, de passages à haute pression ou à basse pression. Ces tuyaux flexibles se terminent, par des raccords fixes D2 D8, à une de leurs extrémités, et sont en communication, par leur autre extrémité, avec une tête creuse C2 et, de la sorte, avec le pivot
C3. Ce dernier est pourvu de deux conduits distincts Di D5, s'étendant dans le sens de sa longueur et communiquant avec des lu mières D D pratiquées dans la face du pivot, en coïncidence avec les lumières D8 existant aux fonds des cylindres.
Ces lumières es D6 telle sorte qu'il existe une composante hydraulique tendant de mouvoir de dehors en dedans, vers le centre, chacun des cylindres situés sur le côté pression. Cette composante hydraulique tend à équilibrer la composante de coincement provoquée par l'infiltration du liquide tendaiit h tuir entre le pivot et le corps de pompe et à repousser ce dernier dans la direction du côté pression. Le fonctionnement de la pompe se comprendra sans autre d'après le dessin. Le corps de pompe est excentrique par rapport au plateau-guide, et, à mesure que les deux tournent ensemble, les pistons exécutent un mouvement de vaet-vient dans les cylindres.
Le piston situé sur l'un des côtés du pivot se meut de dedans en dehors sur sensiblement un demicercle tout entier, en aspirant du fluide de travail, à travers les lumières à basse pression, dans chaque cylindre successivement et, à mesure que chacun des cylindres successifs et son piston passent le point mort, les pistons commencent successivement à rentrer et expulsent le fluide de travail, à haute pression à travers la lumière à haute pression.
E désigne un arbre de commande de pompe situé dans un plan vertical différent de celui de l'arbre B', mais dans le même plan horizontal que ce dernier et monté dans un roulement à billes E1 qui est lui-même tenu en position par un chapeau E2 dans la paroi du corps A9, le chemin de roulement étant tenu en place sur l'arbre par un écrou 33 vissé sur ce dernier. L'arbre reçoit son mouvement d'une source quelconque convenable de force motrice non représentée ici.
La partie interne de l'arbre tourne dans un palier E4, supporté par la cloison A3, et porte une roue d'angle Eb engrenant avec une roue d'angle E montée sur l'arbre E7 de la pompe, arbre qui s'élève hors du corps de pompe A5 de la pompe rotative à engrë- nement.
Sur l'arbre E7 est calé un engrenage de pompe 18 situé à l'intérieur du corps de pompe A8 et engrenant avec un engrenage de pompe similaire El calé sur l'arbre E10. Ces deux engrenages de pompe sont ajustes exactement, de manière à pouvoir y tourner, dans la chambre de pompe Ett fermée, à son extrémité inférieure, par le couvercle El2. La pompe tourne dans le sens indiqué par les Bêches Åa la fig. 10 ;
F designe un conduit d'alimentation pratiqué dans le couvercle E2 et submerge au- dessous du niveau d'huile, ou liquide, dans le réservoir A.
Ce conduit affecte la forme d'une rainure pratiquée dans la face interne du couvercle et possède une branche F', s'étendant de dehors en dedans et se terminant au-dessous du passage F qui s'élève pour se décharger dans le côté d'entrée, ou d'admission, de la chambre de pompe E'1.
L'huile qui est refoulée à travers la pompe à engrènement par les dents est déchargée du côté haute pression dans le passage vertical. F3 qui se prolonge tant au-dessus qu'au dessous de la chambre de pompe. L'extré- mité inférieure du passage F3 débouche dans le passage F4 qui se termine à l'extrémité interne de la branche. Fl du conduit d'alimentation F et est ferme par un clapet de retenue.
F constitué par une bille mainte- nue sur son siège par un ressort Fl dont on peut régler la tension au moyen du bouchon filete F7 F8 désignant une cheville de guidage prévue sur le bouchon en question, cette disposition ayant pour but de permettre au liquide refoule par la pompe d'être déchargé à travers la soupape de décharge d'excès de haute pression lorsque la pression dans l'installation excède un maximum prédéterminé.
G désigne le boisseau du robinet de distribution supporté par la cloison A3 et faisant corps avec le corps de pompe Au de la pompe à engrènement. G'désigne le siège pour la noix du robinet de distribution, contenue à l'intérieur du boisseau G et pourvue de diverses lumières, comme on le verra plus loin.
Gus design un passage communiquant par un bout avec l'extrémité supérieure du pas sage F3 et possédant des branchements, G3 et G, qui communiquent respectivement avec des lumières, GI et GG, existant dans le siège G', comme cela est représenté à la fig. 4.
La clé du robinet de distribution qui est montée de façon à pouvoir tourner dans le siège G1 comprend une tête supérieure cylin- drique H s'appliquant sur le siège, tout autour, et une tête inférieure cylindrique S s'appliquant sur le siège, tout autour, ces deux têtes étant reliées par une toile H2 de section transversale irrégulière, tant les têtes cylindriques que les bords de la toile qui les relie s'adaptant bien exactement à l'intérieur de l'alésage du siège G'.
Cette toile est disposée et située de manière à offrir, sur le côté gauche à la fig. 1 ; une chambre H3 s'etendant sur un angle de plus de 130 degrés et destiné à coïncider avec la lumière GG sur un grand angle de rotation du robinet. Un conduit Ho descend de la chambre H3 à travers la tête H'. Ce conduit est fermé à son extrémité inférieure par une soupape de décharge de basse pression H5, maintenue sur son siège par le ressort R'.
Ce conduit H4 debouche dans une chambre annulaire H7 formée entre le couvercle. E12 du boisseau et de la pompe à engrènement et l'extrémité inférieure de la clé du robinet, cette clé étant, à cet effet, supportée sur le couvercle par 1'oreille 18. H3 désigne un passage pratiqué dans la face du couvercle E12 et communiquant, par une de ses extrémités, avec la chambre BI et, par l'autre, avec le conduit F et la branche F'. Les passages qui viennent d'être décrits sont ceux qui permettent la mise en circulation de 1'huile par la pompe à engrènement lorsqu'aucuu travail utile n'est en cours d'accomplissement,
à l'exception du remplacement du liquide qui a pu fuir et du maintien de la pression initiale pour empêcher la formation d'un vide et de poches d'air. Ceci oblige la pompe à engrènement à faire le plein, en remplaçant le liquide qui a pu fuir, et à maintenir la circulation en question avec une dépense minimum de force motrice.
llt désigne un branchement qui s'élève de la chambre RI et est disposé pour pouvoir être amené a, coïncider, au choix, avec les lumières I4 15, les branchements I8 et Jazz étant disposés pour être en communication, respectivement avec l'une ou 1'autre des lu mières opposées 14 et 15 lorsque le levier du contrôleur est dans l'une ou l'autre des positions à 90 degrés pour un déplacement rapide.
I I1 sont les conduites principales de distribution communiquant avec les raccords D2 D3 et, par conséquent, en série avec la pompe d'entraînement réglable, à travers les passages D D5 D4 D1. I2 I3 sont des branchements s'étendant à partir des conduites I Il vers l'intérieur et coïncidant avec les lumières I4 I5 du si#ge G1, ces deux lumières pouvant être en coïncidence avec un passage de dérivation transversal IG, formé dans la toile H2 du robinet.
Aux deux bouts du passage 16 se trouvent des poches IJG 126 s'éten- dant obliquement dans la périphérie de la cle de robinet dans le but de permettre un mouvement angulaire considérable de celleci avant d'interrompre le retour du fluide de remplissage, à travers le passage I', au côté basse pression de l'installation. I7 d#signe une chambre formée dans la clé de robinet, en coïncidence avec la lumière as et s'éten- dant sur un angle tel que la lumière et la chambre sont en coïncidence dans toutes les positions angulaires du robinet.
I8 désigne un branchement s'élevant de cette chambre et disposé pour communiquer avec l'une ou l'autre des deux lumières I4 15 à tràvers l'ouverture de remplissage 19 et le passage IG. Ce branchement 18 est également susceptible d'être amené à volonté, en coïncidence directe avec les lumières 15 ou 14 lorsque l'on tourne le robinet de la position repré sentée, par exemple, à la fig. 5, à la position représentée à la fig, 7, ce qui permet, par suite, d'amener, au choix, toute la dé- charge de la pompe à engrènement dans l'une ou l'autre lumière.
On voit que, de cette façon, lorsque le robinet est dans la position représentée à la fig. 5, la décharge, ou refoulement, de la pompe est en commu nication par le branchement I8, l'ouverture de remplissage 19 et le passage I6, avec les deux lumières I4 et 15 et se trouve, par suite, en position pour faire le plein en fournissant le liquide nécessaire pour remplacer celui qui a pu fuir en un endroit quelconque de l'installation.
Avec le robinet de distribution dans la position représentée à la fig. 6, ou dans la position symétrique, à 180 degrés, par rapport à cette derniere, le refoulement de la pompe à engrènement est isolé de la lumière I4 ou de la lumière I', respectivement, mais reste dans une position telle que la pompe fait le remplissage pour combler les pertes dues à des fuites se produisant dans celles des parties de l'installation qui sont en communication avec la lumière 15, ou la lumière 14, respectivement, ce qui, comme on le verra ci-après, est le côté basse pression de l'installation, ce remplissage s'ef fectuant par le branchement Ia, l'ouverture de remplissage I9,
le passage 16 et la poche I", qui amènent le liquide aux lu mières I4 ou I5 selon le cas, les poches permettant à ceux-ci de se continuer même après que le robinet a tourné suffisamment pour amener le passage IG hors de coïncidence avec les lumières.
Les conduites principales I communi- quent avec les extrémités opposées du cylindre moteur E. A titre d'exemple, on a représente à la fig. 12 ce cylindre moteur 1C. avec un piston-Bactionnant une tige de piston S-'qui, à S011 tour, donne le mouvement à un chariot porte-outils 1r3 sur un banc de tour 1 4 bien que, naturellement, un outil ou appareil quelconque voulu puisse être actionné par ce moteur. Dans le fonctionnement d'un dispositif tel que celui-ci, il y aura toujours quelqu'obstacle ou arrêt fixe auquel les parties du moteur peuvent venir s'arrêter. Cet arrêt pourrait être constitue, par exemple, par les extrémités du cylindre.
Dans bien des machines-outils, un arrêt de ce genre sera intentionnellement prévu et devra être ajusté en position à la volonté de l'opérateur. Dans le cas représenté ici à titre d'exemple, une oreille P descendant du chariot est susceptible de se déplacer le long d'une vis de réglage .
Des écrous d'arrêt, 7 8, placés sur cette vis, peuvent être réglés en position, par l'opérateur, pour limiter le mouvement par leur engagement avec l'oreille 1U. Lorsque le porte-outil en cours d'entraînement par l'appareil arrive à la fin de sa course, le moteur cesse de fonctionner, mais la pompe continue à élever la pression et, afin qu'il n'en puisse résulter de perturbations, il est prévu un tuyau de dérivation
K9 s'étendant en travers, entre les conduites principales I I1 et situé en parallèle avec le moteur, entre ces deux conduites. Ce tuyau de dérivation est associé avec une soupape de décharge d'excès de pression.
Dans la disposition qu'il est préférable d'employer, et qui est représentée ici, les soupapes de dé- charge d'excès de pression. K10 K11 sont as sociées avec les conduites prineipales I It, la soupape KIO étant disposée pour s'ouvrir sous une pression excessive sur la conduite
I et la soupape I", sous une pression excessive sur Z', chacune de ces soupapes étant disposée pour permettre un libre écoulement de fluide dans la direction opposée # sa direction de décharge de pression.
Le but vise en ayant deux soupapes distinctes au lieu d'une seule soupape de décharge s'ouvrant dans les deux sens, ou d'une soupape a double effet est qu'il peut ainsi être possible de régler ces deux soupapes séparément pour qu'elles fonctionnent sous des pressions dif férentes parce que, dans les conditions ordinaires, il est bon d'avoir des maxima diffé- rents pour le mouvement en avant et le retour du porte-outil.
La description de l'une de ces soupapes de décharge d'excès de pression suffira pour les deux. if désigne la boîte à soupape. La conduite principale Z communique avec cette boîte à un bout, et le tuyau de dérivation . y sur l'un des côtés. Un piston plongeur creux, if', glisse dans le col de la boîte M.
Ce plongeur est plus gros à son extrémité, en l12, et est tenu sur un siège entourant le col en question au moyen d'un ressort M5 dont on peut régler le degré de compression au moyen d'un bouchon fileté M4 qui se visse dans la boîte M et que l'on peut faire tourner, pour bander le ressort ou pour le detendre, à l'aide de la poignée All. Dans la paroi du plongeur creux sont pratiquées des lumières if qui sont fermées lorsque le plongeur est dans sa position normale appliqueue sur son siège, mais se trouvent découvertes après un déplacement suffisant de ce plongeur dans la direction opposée à la pression exercée sur lui par le ressort,
de manière à permettre au liquide de sortir à travers le plongeur et les lumières en question lorsque la pression est assez grande pour comprimer le ressort. A travers l'extrémité du plongeur, il existe un passage M7 ferm# par une bille lll8 formallt elapet de retenue, qui s'oppose au passage du Suide dans la direction opposée à la pression du ressort.
La levée de la bille est limitée par une che- ville 1g9, lorque le liquide s'écoule dans la direction opposée.
0 désigne la tige du robinet de distribution. Elle est goupillée, par son extrémité Inférieure, à la clé de robinet, dans la tête
H de laquelle elle pénètre, et s'élève à travers la colonne creuse et la pièce < 9* qui lui offre une portée à la partie supérieure de la boîte ou enveloppe de l'appareil. Sur cette tige est claveté un levier 02 pourvu d'une poignée de manoeuvre 03 et d'un index 04, susceptible de se déplacer sur le lirnbe gra- dué 0''* monté sur ladite boîte.
Sur la tige 0 est calée, a. !'intérieur de cette boîte, une roue dentée. OG qui engrène avec une roue intermédiaire 0'montée, sur un axe 08 sur le levier oscillant Cl et engrenant avec un pignon 09 qui tourne sur un axe 0' s'ele- vant du pivot C'.
Une came P, qui fait corps avec le moyeu du pignon 09, est en prise avec un galet Pl fig. 3,8 et 13 qui est monté dans une oreille P21 s'#tendant de la paroi de la boîte JT vers l'intérieur. Un ressort P2, interposé entre le bras oscillant et la paroi de la boîte, tient la came et le galet fermement en prise l'un avec l'autre. La partie centrale ou intermédiaire, neutre, de la came entre les points
PI P, est circulaire en sorte que la rotation de la came sur un angte de 17 degrés de chaque côté de la position centrale n'a pas pour résultat de faire osciller le bras C'.
Les rayons de la came sont progressivement plus grands que le rayon de l'arc P3 P4 dans une des directions angulaires à partir du point central, et progressivement plus pe- tits dans la direction opposée. La rotation de la came dans un sens déplace le bras oscillant dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre tandis qu'une rotation de cette came. en sens inverse fait osciller le bras dans la direction opposée, et, puisque le pivot de la pompe à course variable est monté sur le bras oscillant, le mouvement de la came a pour résultat unedéplacement relatif des axes de rotation du plateau-guide et du corps de pompe, dans un sens pour le mouvement en avant et dans l'autre pour le retour.
Ces deux surfaces actives de la came s'étendent sur à peu près 72 degrés à partir de l'extrémité de la partie circulaire centrale jusqu'aux points PI PI et, de ces points respectivement jusqu'aux points P'P8, sur environ 35 degrés, la came est de nouveau circulaire aux deux extrémités.
La raison de cette disposition est qu'il est nécessaire que le levier de manoeuvre commence à tourner, pour que le robinet de distribution effectue un mouvement angulaire suffisant pour fermer le passage 16 au commencement du cycle de travail ; ensuite, à mesure que la came tourne la pompe est amenée en action par le déplacement de l'axe de la cheville ouvrière et ce déplacement se continue, dans un sens ou dans l'autre, jusqu'à ce qu'une course maximum de la pompe ait été atteinte à environ 90 degrés de part et d'autre de la position zéro de la came P.
Mais ceci ne donne pas l'avance ou entraînement maximum parce que, pour un déplacement rapide du chariot, il faut ajouter au fluide déplacé par la pompe à débit variable, la quantité relativement plus grande de fluide déplacé par la pompe à engrènement et ceci doit se faire sans déranger le fonctionnement continu de la pompe à débit variable.
A mesure que la came continue à tourner au delà des points PI ou P, il ne se produit plus de changement dans les positions relatives des axes parce que la came est alors circulaire ; mais, durant cette période, le levier continue, à faire tourner le robinet pour amener tout le liquide déplacé par la pompe à engrènement dans la conduite principal a haute pression et 1'ajouter au liquide déplacé par la pompe réglable, de manière à donner le volume maximum de fluide de travail et, par conséquent, la vitesse maxi- mum de déplacement rapide du chariot. Dans certaines conditions, il pourrait être désirable de ne pas ajouter les volumes de ide de- placés par la pompe-à engrènement et la pompe à débit variable, mais de les soustraire l'un de l'autre.
On pourrait arriver à ce résultat en hivernant la construction de la came ainsi qu'en disposant les poches 7' l26, avec le passage 1, sur le côté opposé du robinet ; dans ces conditions, le fait d'amener dans l'installation la décharge, provenant de la pompe à engrènement, d'un volume plus grand que celui déchargé par la pompe à débit variable, ou pompe d'entraînement aurait, en tant que ce qui concerne l'appli- cation de l'installation à un tour, comme cela est représenté ici, pour résultat de renverser le mouvement du chariot et si, par r exemple,
le débit de la pompe à engrène- ment est représenté par six et celui de la pompe réglable par un, dans un des cas on aurait un débit total de sept pour faire mouvoir le chariot en avant et, dans le second cas, un débit total de cinq pour faire mouvoir le chariot dans la direction opposée à celle dans laquelle il était précédemment propulsé par la pompe à débit variable.
Un arbre S recevant sa commande de la poupée du tour porte la poulie S'qui ae- tionne la courroie S'passant autour de la poulie S3 montée sur l'arbre B' de telle sorte que l'arbre de commande de la pompe à débit variable n'est actionné que lorsque la broche ou pointe vive du tour, ou la poupée fixe de celui-ci, est elle-même actionnée.
Le circuit de remplissage est normalement un circuit distinct à travers lequel le liquide de remplissage est mis en circulation à une basse pression, ou pression de remplissage par la pompe à engrènement. Le circuit de travail contenant, comme il le fait, un branchement a haute et à basse pression, un moteur et une pompe a débit variable, est également aussi un circuit distinct. La seule communication entre ces deux circuits, lorsque l'avance ou entrainement se fait, existe, à travers le passage de remplissage pratique dans le robinet et, aussi longtemps qu'une fuite se produit, il y a écoulement, à travers ce passage, du circuit de remplissage dans le côte à basse pression du circuit de travail.
Toutefois, lorsque le moteur marche en arrière, de telle sorte que la tige de piston rentre dans l'installation, le déplacement de cette tige est plus grand que toute fuite possible et, par conséquent, le volume de liquide que l'on peut maintenir dans l'installation diminue, ce qui a pour résultat de refouler du liquide, en antagonisme au courant de remplissage normal, dans le système de remplissage et de là, à travers la soupape de décharge d'excès de basse pression, ou de remplissage dans le réservoir.
Toutefois, dans d'autres conditions, lorsque l'appareil est réglé pour la position de dé- placement rapide, le circuit de remplissage devient partie du circuit de travail et ceci peut se faire de deux fagons :
L'un ou l'autre peut être en parallèle avec la pompe à débit variable et les deux pompes font alors circuler le fluide de travail pour actionner le moteur.
L'expérience montre cependant que, dans ces conditions, il peut arriver que, tandis que la pompe de grande capacité est détournée de son rôle de remplissage, la pression sur le côté basse pression tombe au-dessous du point nécessaire pour maintenir l'étanchéité des pistons de la pompe à débit variable et il en résulte un fonctionnement bruyant et irrégulier de la pompe à débit variable ;
aussi, dans bien des cas, est-il désirable de faire usage d'une came de contrôle disposée de telle sorte que, à la fin de sa course, lorsque la pompe à débit variable atteint son maximum, la pompe se trouve brusquement, par une continuation du mouvement du levier de contrôle, ramenée à la position zéro et, dans ces conditions, la pompe de remplissage fait seule circuler le liquide pour un déplacement rapide.
Une disposition établie à cet effet est re présentée à la fig. 14 dans laquelle la came
Y possède une surface neutre, ou circulaire, Y', avec des surfaces formant cames y2 Y3, destinées à contrôler et à faire varier l'ex centricité de la pompe, et des rampes rapides de retour brusque 3 Y"aboutissant à une surface V ayant le même rayon que Y', de telle sorte que, aux deux extrémités de sa course, le levier de contrôle produit le déplacement de la pompe à débit variable pour son retour à zéro.
Afin d'assurer le retour de la pompe d'entraînement, à une position où les extrémités internes des pistons plongeurs seront soumises à la pression de refoulement de la pompe à engrènement durant le déplacement rapide, il est bon, dans certains cas, de ne pas donner à la surface Yak de la came une forme exactement circulaire, comme cela a été décrit ci-dessus, mais de lui donner dans la partie y6, un rayon légèrement inférieur à celui de V de façon à ce que le galet, en. quittant la surface haute Y3, passe à une position qui renversera légèrement la pompe d'entraînement, au lieu d'essayer de la ramener exactement à la position zéro.
Pour la même raison la surface Y2 peut être formée avec un rayon légèrement supérieur à celui de Y'.
Le passage f prévu dans la clé du robinet joue un autre rôle ; lorsque la machine est dans la position zéro, ou position neutre, représentée à la fig. 5, il établit en fait une dérivation transversale de telle sorte que l'opérateur qui conduit le tour sera libre, lorsque l'installation est au repos et que le moteur n'accomplit aucun travail, de faire aller et venir le moteur lui-même en procédant au réglage des outils, etc.
La façon de se servir de l'installation et son fonctionnement sont les suivants :
Un plan schématique de l'installation est représenté à la Bg. 12.
Lorsque le tour commence a. fonctionner, le mécanisme de 1'installation est plus ou moins vide de fluide de travail dont une provision est emmagasinée dans le réservoir existant dans la partie inférieure de la boite ou enveloppe de l'appareil. L'opérateur met d'abord en route le moteur de la pompe à engrènement à débit constant.
Celle-ci entre immédiatement en action et aspire l'huile ou autre liquide, de dehors en dedans, à travers les passages jFj, dans la chambre de pompe EX', d'où ce liquide sera décharge dans le passage F3. De ! a, avec le robinet de distribution dans sa position centrale, neutre, ou d'inactivité, comme cela est représente aux fig. 4 et 5, le liquide passera à travers le passage G2, se divisera et passera à travers les passages G 3 G'aux deux côtés du robinet de distribution.
Le liquide pénétrera du passage G4 dans le robinet à travers la lumière G6, passera dans la cham- bre 33, de eerìdra par le eonduit Hs et, si la pression est suffisamment grande, de pré- ference environ 900 grammes à 1 kilo, écartera de son siège le clapet de retenue HI (fig. 1) et sortira à travers la chambre annulaire il7 pour revenir à la pompe à entre- nementparlespassages-H. F Ft et F2.
Le liquide passera du passage G"dans le robinet par la lumière G', pénétrera dans la chambre 17, s'élèvera à travers le prolon gement Z 8 et la lumiere de remplissage I9 au passage 7'"et passera de là, dans les deux sens, dans les conduites princi. pales I et 11. Ce liquide de remplissage passera dans ces conduites dans les deux directions en tendant à remplir toute l'installation et, spécialement, le moteur K et les tuyaux flexibles D D'ainsi que les passages D4 D5, les lumières D6 D7 et les cylindres C', de telle sorte que l'installation sera bientôt complètement remplie d'huile.
Durant ce remplissage essentiel de l'ins- tallation avec de l'huile, l'air qui est dé- placé par l'huile pourra s'échapper, sous le contrôle de l'opérateur, à travers des robinets de purge, ou évents qui seront placés en divers points hauts de l'installation remplie d'huile et l'air complètement expulse ; ces robinets seront ensuite normalement maintenus fermes pendant tout le fonctionnement de la machine. Dans certaines conditions, des soupapes automatiques de dé- charge d'air, qui s'ouvriront pour donner passage à l'air mais s'opposeront au passage de l'huile pourront être employées au lieu du contrôle à main.
Dans les conditions ordinaires de fonction nement ; l'installation sera normalement toujours sensiblement pleine d'huile bien que, au repos, il puisse peut-être se produire une petite fuite qui ne serait pas comblée par le remplissage préliminaire. Si tel est le cas, cette huile de remplissage remplacera alors au moment où l'on mettra en route la pompe à engrènement, l'huile qui aura fui précédem- ment et remplira l'installation et une très faible quantité seulement d'huile de remplacement sera nécessaire à ce moment.
La résistance de frottement des passages à travers lesquels le fluide de travail se dé- place, ensemble avec le clapet de retenue, ou soupape de décharge d'excès de basse pression, E5, dont il a été question ci-dessus, seront suffisants pour maintenir la pression au minimum voulu pour le remplissage préliminaire minimum qui ; comme cela a été dit ci-dessus est d'environ 1 kilo.
Soit avant, soit après, la mise en route de la commande distincte de la pompe à en grènement, à débit constant, l'opérateur embraye ou applique la force motrice pour la commande de la broche du tour et ceci actionne le plateau-guide de la pompe à débit variable. Lorsque le levier de contrôle est dans sa position neutre comme cela est représenté aux fig. 1,2,4, 5 et 8, les axes de ce plateau et du corps de pompe coïncident sensiblement et les parties tournent sans que les pistons plongeurs de la pompe effectuent de travail.
Lorsque l'opérateur désire mettre en route le mouvement d'avance du chariot, il ma noeuvre la poignée du contrôleur a-droite ou à gauche selon le cas. A la fig. 13, on a représenté l'effet produit par sa manoeuvre dans le sens du mouvement des aiguilles d'une montre. La première chose qui arrive est que le robinet de distribution tourne et que le passage 16 est amené hors de coïn- cidence avec la lumière 14. Ceei ferme et interrompt la communication directe entre les conduites I 11. La rotation du levier du contrôleur fait également tourner le train d'engrenages qui se trouve à la partie supérieure de la boite ou enveloppe, et fait tourner la came du contrôleur.
Puisque la partie centrale de cette came est cylindrique, la came peut tourner, jusqu'à ce que le point P3 passe la ligne joignant le centre de la came P au centre du galet P', sans produire aucun mouvement angulaire du bras oscil- lant, le bras étant fermement tenu par le ressort contre la butée que lui offre ledit galet. Cette rotation de la came et du levier du contrôleur est suffisante pour fermer com plètement le passage 1. Toutefois, une con tinuation de la rotation du levier du contr6leur amène en contact avec le galet la partie de la came dont le rayon va en augmen- tant progressivement.
Comme cela est représenté à la fig. 13, cette rotation a continué jusqu'à ce que le galet soit en prise avec la came à peu prés à mi-chemin entre les points P4 et P6 de telle sorte que le bras oscillant et le bloc portant le pivot sont repoussés d'un côté pour amener l'excentricité de ce dernier par rapport au plateau-guide ou de commande, à peu près à mi-chemin entre le maximum et zéro.
La pompe d'entraînement tourne dans le sens des'dèches à la fig. 11, c'est-à-dire en inverse du mouvement des aiguilles d'une montre et ceci a pour résultat que le côté droit de la pompe à débit variable devient le côté haute pression et que du fluide de travail est déchargé à partir des cylindres, à travers les lumières D8, dans la lumière D'et de là, par les passages D5 et D et à travers le raccord De, à la conduite I et de celle-ci à l'extrémité de tête du moteur lR, en tendant à repousser le piston K1 vers l'autre bout du cylindre.
Puisque le passage Ie est hors de coïncidence avec la lumière I4 et est, par conséquent, obturé, et puisque le clapet de retenue K'O est sur son siège, tout le fluide de travail déplacé par la pompe à débit variable est employé pour mouvoir le piston IÇ'*
Sur l'autre côté du piston K1, le fluide de travail passe du cylindre K, par la conduite principale Zl, le raccord D3, le tube flexible D', le passage D4 et la lumière à basse pression Dss, dans les divers cylindres successifs, sur le cote basse pression de la pompe à débit variable,
pour être emmené de là et déchargé sur le côté haute pression à mesure que les cylindres continuent à tourner.
Pendant que ceci se passe, une certaine quantité de fluide de travail peut avoir fui de l'installation à haute pression entre les surfaces de travail ou à travers des joints defectueux, ou pour toute autre cause de ce genre, et ceci laisserait, s'il n'y avait pas remplissage, des poches d'air sur le côte basse pression.
Le remplissage nécessaire pour remplacer cette fuite est assuré par la pompe à engrènement, de la manière suivante :
S'il n'y a pas de fuite à combler par un remplissage, le fonctionnement de la pompe à engrènement fera circuler du fluide de travail à travers l'installation dans le circuit suivant : à partir de la chambre de pompe El', à travers les passages F3 G2 4, la lu mière G6, la chambre HO, le passage H4, le clapet s¯5, la chambre annulaire H7, le pas sage 119 et les passages F F1 F2, au côté d'admission de la pompe.
Toutefois, s'il y a une fuite quelconque à combler, le liquide de remplissage quittera le passage G2 et passera à travers le passage G3, la lumière G5, la chambre l7, le branchement IS, la lumière de remplissage 19, le passage 11, la poche , T2 1, la lumière 15 et le passage 13 pour se décharger dans le côté basse pression de l'installation à l'endroit du raccord D3.
Ceci retirera une certaine partie du refoulement de la pompe et, pour faire le remplissage, exactement la même quantité de liquide qui a fui et a été remplacée sera aspirée du réservoir de l'installation par la pompe à en grënement à travers l'extrémité de droite du passage F. Pour travailler dans la direction opposée, l'opérateur fait simplement osciller le levier du contrôleur dans la direction inverse, ce qui amené en prise avec le galet
Pt la partie de la came P qui est comprise entre les points P3 et PI et inverse la direction de l'excentricité du plateau-guide, ou de commande, et du corps de pompe.
Une fois ceci fait, bien que le plateau en question tourne dans le même sens, ce qui était le côté à basse pression de l'installation de- vient le côté à haute pression, et vice-versa, la pompe refoulant alors le liquide à haute pression à travers les passages D'D'et 11, à l'extrémité du piston du moteur où. se trouve la tige.
Simultanément, le robinet de distribution aura été tourné dans la direction opposée ; le liquide de remplissage penitre alors dans la conduite principale 12 à travers la poche IlG et le passage 16 et il n'y aura pas de communication entre le côté haute pression et le circuit de remplissage parce que la poche 126 et le passage I6 seront hors de coïncidence avec la lumière P*.
La direction de la marche du liquide de remplissage reste toutefois constante dans la pompe à engrènement même parce que cette pompe tourne toujours dans le même sens, le robinet de distribution fonctionnant toujours pour conduire le liquide de remplissage au côté basse pression de l'installation, quel qu'il soit.
Le mouvement d'avance ou d'entrainement assuré par la pompe à débit variable est relativement lent et susceptible d'un réglage extrêmement précis. Comme le levier de contrôle à une amplitude de mouvement relativement grande, et que la relation entre la vitesse et la position du levier de contrôle est excessivement précise et délicate, il est fréquemment nécessaire d'assurer un déplacement ou avance beaucoup plus rapide n'exigeant toutefois pas d'être aussi exactement réglé et contrôlé que l'avance ou vitesse de travail assurée par la pompe à débit variable. Ce déplacement rapide peut être obtenu en tournant le levier du contre- leur à la position à 90 degrés de sa position neutre, dans un sens ou dans l'autre.
Une fois ceci fait, la face terminale circu- laire, extrême, de la came, d'un côté ou de l'autre, vient en contact avec le galet, à l'ex- trémité de la partie, ou segment, de rayon croissant ou décroissant de la came, et il n'y a pas, en ce point, continuation du déplacement angulaire du bras oscillant, ni changement dans l'excentricité du plateau menant et du corps de pompe.
Mais, la continuation de la rotation de la poignée, ou levier, du contrôleur. représentée à titre d'exemple à l'endroit où PI vient en contact avec le galet, détermine une continuation de la rotation du robinet de distribution pour l'amener à la position représentée à la fig. 7, position dans laquelle le fluide de travail dé- chargé par la pompe à engrènement passe par le passage 2 et se divise, une partie de ce liquide passant par le passage gus, et une partie par le passage G, dans la chambre I7 d'où le liquide s'élève par le branchement I8 pour se décharger, par la lumière I'- et le passage 12, dans le côté haute pression de l'installation.
Cette quantité relativement grande de fluide de travail accélère beaucoup le mouvement de déplacement du piston, ou moteur, parce que le volume déplacé par la pompe à engrènement est beaucoup plus grand que le volume déplacé par la pompe à débit variable et que, dans ce cas, les deux volumes s'ajoutent l'un à l'autre pour assurer une plus grande vitesse de mouvement du piston, ce qui a pour résultat un déplacement rapide du chariot du tour. Le fluide de travail est ramené du côté basse pression du moteur au côté haute pression en partie par la pompe à débit variable et en partie par la pompe à engrènement. Le fluide de travail de la pompe à engrènement passe de la conduite principale Il (à la fig.
13) par le raccord D, le passage 13, la lu mière 1, le brancfiement I' , la chambre H, le conduit Ho, le clapet H (qu'il écarte de son siège), la chambre H le passage 9 et les passages.F2 et F 2, au côté basse pres- sion, ou d'entrée, de la pompe à engrène- ment.
Si l'on voulait obtenir un déplacement rapide dans la direction opposée, on ferait tourner le levier de contrôleur dans la direction opposée, à 90 degrés de la position neutre représentée à la fig. 7 ; dans ce cas, le parcours du fluide refoulé par la pompe à engrènement serait exactement le même jusqu'au robinet de distribution ;
mais, à partir de là, le liquide passerait par la lumière I5, le passage 13 et le raccord D3, à la conduite principale Il qui, dans ces conditions, serait la conduite à haute pression et le fluide de travail serait ramené au côté basse pression des deux pompes par la conduite principale Z, une partie allant à la pompe à déplacement variable par la conduite D et une partie, à la pompe à engrènement par la conduite 12, la lumière I4 et le robinet de distribution, comme cela a été expliqué cidessus.
L'installation est susceptible de travailler, dans diverses conditions sous trois pres- sions de fonctionnement différentes, dont cha- cune est limitée par une soupape de décharge d'excès de pression distincte, et l'installation est disposée de telle sorte que chacune de ces soupapes distinctes n'agit dans le circuit que lorsqu'il est désirable qu'elle fonctionne.
Il y a d'abord le clapet de décharge de remplissage. C'est le clapet H, situé à la partie inférieure du robinet de distribution et réglé de telle sorte que, avec la résistance de frottement opposée au fluide de travail dans l'installation, il y ait toujours une pression minimum d'environ 1 kilo. Dans certaines conditions, ce clapet pourrait être complè- tement supprimé ; la résistance de frottement opposée à l'écoulement par les passages fournissant la pression de remplissage suffisante.
Tout ce qu'il faut, c'est qu'il y ait assez de pression pour assurer la pénétration de la quantité voulue de fluide de travail pour le remplissage dans le côté à basse pression de l'installation, afin de compenser toute dé- perdition due à des fuites, lorsqu'un travail utile est en cours d'exécution, et dans les deux côtés lorsque l'appareil marche à vide.
La pression immédiatement plus élevée impartie est fixée par le clapet de décharge, pour le déplacement rapide F5, représenté à Ja fig. 9. Lorsque la pression sur le côté haute pression de l'installation, avec le robinet de distribution dans 1'une ou l'autre des positions à 90 degrés de la position neu- tre, excède un certain maximum, plus élevé, cette pression écarte le clapet F5 de son siège et permet au fluide de travail déchargé par la pompe à engrènement non pas de passer à travers toute l'installation complète, mais d'être dirigé directement à partir de l'extrémité inférieure du passage tuf3, à travers le passage de dérivation ,
le clapet i76, le passage F1 et le passage F2, au côté basse pression, ou d'admission, de la pompe à engrènement. Ceci ne peut se produire que lorsque les parties sont dans la position représentée à la fig. 7, ou dans la position à 90 degrés opposée, et dans ces conditions, le clapet H5 n'a pas d'effet parce qu'il se trouve sur le retour, ou côté basse pression et il continue à jouer le rôle de maintenir la pression sur la branche à basse pression du circuit de la pompe d'engrènement jusqu'au point en lequel le remplissage se produira et n'affecte en aucune façon le fonctionnement du clapet F5 pour le déplacement rapide.
Lorsque le robinet de distribution est dans l'une des positions d'avance, ou d'en- traînement, dont un exernple est donné aux fig. 6 et 13 et spécialement dans la position de travail de fig. 13, il n'y a pas de com rnunication directe entre le refoulement de la pompe à engrènement et le côté haute pression et, par conséquent ; la soupape de dé- charge d'excès de pression de la pompe à engrènement n'a pas d'effet sur la pression qui règne dans le circuit à haute pression et les pressions peuvent s'élever au-dessus de celles en lesquelles la soupape ou clapet de décharge de pression pour le déplacement rapide fonctionnera.
Ces pressions d'avance, ou d'entraînement, plus élevées sont déterminées par une ou plusieurs soupapes de décharge d'excès de pression. Il en est de préférence prévu deux : une pour la décharge de la pression de chacune des deux conduites principales, l'idée étant que l'on pourrait désirer avoir une pression maximum différente pour des avances, ou entrainements, dans des directions opposées ; mais, dans un but de comparaison, on peut considérer ces deux pressions comme n'en constituant qu'une, parce qu'une seule des deux soupapes de dé- charge de pression en question peut fonctionner à la fois, l'autre n'ayant, pour le moment, aucun rôle actif.
Les tensions des ressorts de ces deux soupapes KIO peuvent être réglées séparément et, si I est le côté à haute pression, la soupape KIO s'ou- vrira et permettra le passage de fluide de travail par le passage K9 et la soupape ffi lorsqu'une certaine pression prédéterminée aura été-atteinte, tandis que, si c'est la conduite principale 1'qui constitue la conduite à haute pression, la soupape KIt s'ouvrira, lorsqu'une certaine pression prédéterminée aura été atteinte, pour permettre le passage du fluide de travail, par le passage 1C9 et la soupape 1çs , dans la partie qui est alors la conduite principale à basse pression I. Toutefois,
pour plus de commodité et pour des raisons d'économie, la machine, telle qu'elle est représenté ici, est disposée de manière à avoir une commande distincte pour les deux pompes. Naturellement dans bien des cas, il serait désirable d'avoir une commande unique pour les deux pompes, ou d'avoir des commandes distinctes travaillant avec un certain degré, prédéterminé, de coordination.
L'installation décrite est également applicable à une presse à imprimer, ou à une machine à tricoter ou à un mécanisme ou appareil de distribution, ou de tout autre genre, exigeant les caractéristiques de contrôle exigées par une machine-outil, c'est-a, dire un mécanisme exigeant des mouvements d'avance, ou d'entraînement, exactement variables, combinés avec des mouvements de déplacement rapides.
Hydraulic system for controlling machine tool carriages,
and the like.
The present invention relates to a
hydraulic system for control
of machine tool carts and other gold
ganes of the same kind.
The installation according to the invention comprises
a control device, a motor for
the propulsion of the truck, a drive pump
a variable flow rate pump and a
rapid movement, with a capacity greater than
that of the advance pump, the pipes
connecting the pumps and said motor of my
to form, for the working liquid,
a closed hydraulic circuit, the
control with a distribution valve
construction and a unique means of control
the maneuver is used to activate this valve
to vary the flow rate of the drive pump.
An embodiment of the object of the invention is shown, by way of example, in the accompanying drawing, in which:
Fig. 1 is a vertical section along 1-1, FIG. 2;
Fig. 2 is a plan of the control device, showing the operating lever,
Fig. 3 is a vertical section, taken at
through the control device, perpendi
culturally to the sectional plane of fig. 1, cer
some parts of the internal mechanism being
in section and others in elevation;
Fig. 4 is a section following 4-4 fig. 1;
Fig. 5 is a cut along the line
broken 5-5, fig. 1, representing the
distribution in its neutral position;
Fig. 6 is a cut, following the same
line that fig. 5, representing this tap in
its initial position of advance or lead
is lying.
Fig. 7 is a cut following the same
line again, representing the tap of dis
tribution turns to one of two positions
of rapid displacement, the other of these positions being that which the valve would occupy if it was rotated 180 "from the position shown;
Fig. 8 is a schematic plan of the control gears by which the timing valve and the variable stroke cam of the variable flow drive pump are manipulated,
Fig. 9 is a section on 9-9, FIG. 1, showing, in plan, the cover of the pump meshing or displacement pump with the excess high pressure relief valve;
Fig. 10 is a section on 10-10, fig. 1;
Fig. 11 is a partial section on 11-11, FIG. 1;
Fig. 12 is a schematic representation of the installation suitable for a lathe;
Fig. 13 is a flow diagram taken for an average advance position, showing the path taken by the working fluid to get from the two pumps to the motor and vice versa;
Fig. 14 is a plan of another embodiment of a cam capable of being substituted for that shown in FIG. 13;
The installation shown comprises as main part a control device composed of four distinct elements cooperating together and assembled in the same box or envelope, which constitutes a fifth element.
These five elements are:
A support box, forming an envelope, which contains, maintains in position and supports all the active parts and whose lower part forms an oil tank containing a reserve of working fluid;
2 A variable flow pump and means for controlling it and for modifying its flow rate;
30 A constant flow pump;
in this case a rotary meshing pump and the means for controlling it;
4 A distribution valve and arrangements of pipes and conduits by which this valve can control and distribute the liquid flowing to and returning from the pumps;
5 A hand-held control device by which the movements of the control valve are suitably coordinated with those of the stroke changing mechanism of the variable displacement pump and by which the flow of the latter can be regulated and controlled by changing the stroke, or by any other means.
The box comprises a lower part1 forming a base and oil tank, combined, and provided with support legs At. Above the base is a body part A2 bolted to the base. Across this body extends a partition A3. Attached to the lower flange ¯4 of the body part is a geared rotary pump body, A5, which also serves as a support for the dispense valve.
From the partition A3 rises a hollow column A6 serving as a support for the pivot of the variable flow pump; A 'designates a cover, bolts to the body A2 and A8 designates a shutter plate, closing the upper end of A7.
The variable displacement pump comprises a short shaft B, mounted in a ball bearing Bt in the bulkhead A3 and in the bearing B2 of the body Arl of the rotary gear pump. On the shaft B is wedged a helical gear, B3, meshing with another helical gear ,.
B4, keyed to a horizontal operating shaft l B 'which can be controlled by any suitable source of motive force, preferably controlled by the spindle of the lathe, or be directly controlled by the source of motive force, whatever. it is, which controls the spindle of the lathe, so as to stop and start with this spindle.
On the upper end of the shaft
B is mounted a guide plate B6, having on its upper face several external ears B7 and internal ears B8. These inner ears are placed opposite the gaps left between the outer ears and the facing surfaces of the outer and inner ears are parallel. The inner surfaces of the outer ears B 'are subject to the raceways B'.
C designates a hub which is capable of rotating on the hollow column As and from which protrudes an oscillating arm C1 terminating in a hollow block c2 in which the pivot C3 is rigidly mounted. A pump body
Key turns on the pin Cs inside the guide plate. A series of cylinders C5 extend radially from this pump body.
Hollow pistons C 'slide in these cylinders and include C7 pushrods rigidly attached, by their external ends to the brackets 08 which slide on the surface of the internal ears B8 and whose external sides are in engagement with balls C9 por ted by the cage Ct and also meshed with the internal surfaces of the raceways B9. The pushers extend through the sticks to engage with the ball cages and limit their movement with respect to the sticks, as shown in the section in fig.
11, the ball cage being C "split so that any excess movement of the ball cage in either direction causes the end of the slot to engage the protruding end of the pusher.
The oil, or other liquid, is led to the variable flow pump and is delivered by it through the flexible pipes D
D'which can be used interchangeably, depending on the direction of operation of the pump, as high pressure or low pressure passages. These flexible pipes end, with fixed couplings D2 D8, at one of their ends, and are in communication, by their other end, with a socket head C2 and, in this way, with the pivot
C3. The latter is provided with two separate ducts Di D5, extending in the direction of its length and communicating with lights D D formed in the face of the pivot, in coincidence with the openings D8 existing at the bottoms of the cylinders.
These lights are D6 so that there is a hydraulic component tending to move from outside in, towards the center, each of the cylinders located on the pressure side. This hydraulic component tends to balance the component of jamming caused by the infiltration of liquid tends to strike between the pivot and the pump body and to push the latter in the direction of the pressure side. The operation of the pump will be easily understood from the drawing. The pump body is eccentric to the guide plate, and as the two rotate together, the pistons reciprocate in the cylinders.
The piston on one side of the pivot moves in and out over substantially an entire semicircle, sucking working fluid, through the low pressure ports, into each cylinder successively and, as each of the successive cylinders and its piston pass neutral, the pistons successively begin to return and expel the working fluid at high pressure through the port at high pressure.
E designates a pump control shaft located in a vertical plane different from that of the shaft B ', but in the same horizontal plane as the latter and mounted in a ball bearing E1 which is itself held in position by a cap E2 in the wall of body A9, the raceway being held in place on the shaft by a nut 33 screwed onto the latter. The shaft receives its movement from any suitable source of motive force not shown here.
The internal part of the shaft rotates in a bearing E4, supported by the partition A3, and carries an angle wheel Eb meshing with an angle wheel E mounted on the shaft E7 of the pump, shaft which rises out of the pump housing A5 of the rotary gear pump.
On the shaft E7 is wedged a pump gear 18 located inside the pump body A8 and meshing with a similar pump gear El wedged on the shaft E10. These two pump gears are adjusted exactly, so as to be able to turn therein, in the pump chamber Ett closed, at its lower end, by the cover El2. The pump turns in the direction indicated by the spades Åa in fig. 10;
F denotes a supply duct made in cover E2 and submerged below the level of oil, or liquid, in tank A.
This duct takes the form of a groove made in the internal face of the cover and has a branch F ', extending from the outside in and ending below the passage F which rises to discharge into the side d 'inlet, or admission, of the pump chamber E'1.
Oil which is forced through the toothed gear pump is discharged from the high pressure side into the vertical passage. F3 which extends both above and below the pump chamber. The lower end of the passage F3 opens into the passage F4 which ends at the internal end of the branch. Fl of the supply duct F and is closed by a check valve.
F consisting of a ball held on its seat by a spring Fl, the tension of which can be adjusted by means of the threaded plug F7 F8 designating a guide pin provided on the plug in question, the purpose of this arrangement is to allow the liquid to flow back by the pump to be discharged through the excess high pressure relief valve when the pressure in the installation exceeds a predetermined maximum.
G designates the valve plug of the distribution valve supported by the partition A3 and integral with the pump body Au of the gear pump. G 'denotes the seat for the nut of the distribution tap, contained inside the plug G and provided with various lights, as will be seen later.
Gus design a passage communicating by one end with the upper end of the wise passage F3 and having connections, G3 and G, which communicate respectively with lights, GI and GG, existing in the seat G ', as shown in the figure fig. 4.
The key of the dispensing valve which is mounted so as to be able to turn in the seat G1 comprises an upper cylindrical head H applying to the seat, all around, and a lower cylindrical head S applying to the seat, all around. around, these two heads being connected by a fabric H2 of irregular cross section, both the cylindrical heads and the edges of the fabric which connects them fitting exactly inside the bore of the seat G '.
This canvas is arranged and located so as to offer, on the left side in fig. 1; a H3 chamber extending over an angle of more than 130 degrees and intended to coincide with the light GG on a large angle of rotation of the tap. A duct Ho descends from the chamber H3 through the head H '. This duct is closed at its lower end by a low pressure relief valve H5, held on its seat by the spring R '.
This duct H4 opens into an annular chamber H7 formed between the cover. E12 of the plug and of the meshing pump and the lower end of the valve key, this key being, for this purpose, supported on the cover by the ear 18. H3 designates a passage made in the face of the cover E12 and communicating, by one of its ends, with the chamber BI and, by the other, with the duct F and the branch F '. The passages which have just been described are those which allow the circulation of the oil by the gear pump when no useful work is being performed,
with the exception of replacing any fluid that may have leaked and maintaining the initial pressure to prevent the formation of a vacuum and air pockets. This forces the gear pump to refuel, replacing any fluid that may have leaked, and to maintain the circulation in question with a minimum expenditure of motive power.
llt designates a branch which rises from the chamber RI and is arranged so that it can be brought to coincide, as desired, with the lights I4 15, the connections I8 and Jazz being arranged to be in communication, respectively with one or The other of opposing lights 14 and 15 when the controller lever is in either of the 90 degree positions for rapid movement.
I I1 are the main distribution pipes communicating with the fittings D2 D3 and, therefore, in series with the adjustable drive pump, through the passages D D5 D4 D1. I2 I3 are branches extending from the pipes I II towards the interior and coinciding with the lights I4 I5 of the seat G1, these two lights being able to be in coincidence with a transverse bypass passage IG, formed in the fabric H2 from the tap.
At both ends of passage 16 are IJG pockets 126 extending obliquely into the periphery of the valve wrench for the purpose of allowing considerable angular movement thereof before interrupting the return of the filling fluid through. passage I ', on the low pressure side of the installation. I7 denotes a chamber formed in the faucet key, coinciding with the lumen as and extending at an angle such that the lumen and the chamber coincide in all angular positions of the faucet.
I8 designates a branch rising from this chamber and arranged to communicate with one or the other of the two openings I4 15 through the filling opening 19 and the passage IG. This connection 18 is also capable of being brought at will, in direct coincidence with the slots 15 or 14 when the valve is turned to the position shown, for example, in FIG. 5, in the position shown in FIG. 7, which consequently makes it possible to bring, as desired, all the discharge of the meshing pump into one or the other lumen.
It can be seen that, in this way, when the valve is in the position shown in FIG. 5, the discharge, or delivery, of the pump is in communication by connection I8, the filling opening 19 and the passage I6, with the two openings I4 and 15 and is, therefore, in position to make the full by supplying the necessary liquid to replace any that may have leaked anywhere in the installation.
With the dispensing tap in the position shown in fig. 6, or in the symmetrical position, 180 degrees, to the latter, the discharge of the gear pump is isolated from the light I4 or the light I ', respectively, but remains in a position such that the pump does filling to make up for losses due to leaks occurring in those parts of the installation which are in communication with lumen 15, or lumen 14, respectively, which, as will be seen below, is the side low pressure of the installation, this filling being carried out through the connection Ia, the filling opening I9,
the passage 16 and the pocket I ", which bring the liquid to the lights I4 or I5 as the case may be, the pockets allowing these to continue even after the valve has turned sufficiently to bring the passage IG out of coincidence with the lights.
The main pipes I communicate with the opposite ends of the motor cylinder E. By way of example, FIG. 12 this engine cylinder 1C. with a piston-Actuating a piston rod S-'which, at S011 revolution, gives movement to a tool carriage 1r3 on a lathe bed 1 4 although, of course, any desired tool or apparatus could be actuated by this engine. In the operation of a device such as this, there will always be some obstacle or fixed stop at which the parts of the engine can come to stop. This stop could be constituted, for example, by the ends of the cylinder.
In many machine tools, such a stop will be intentionally provided and will need to be adjusted in position as desired by the operator. In the case shown here by way of example, an ear P descending from the carriage is capable of moving along an adjustment screw.
Locknuts, 78, placed on this screw, can be adjusted in position, by the operator, to limit movement by their engagement with the 1U lug. When the tool holder being driven by the device reaches the end of its stroke, the motor stops working, but the pump continues to raise the pressure and, so that there can be no disturbances, a branch pipe is provided
K9 extending across, between the main pipes I I1 and located in parallel with the engine, between these two pipes. This bypass pipe is associated with an excess pressure relief valve.
In the preferred arrangement, which is shown here, the excess pressure relief valves. K10 K11 are associated with the main I It pipes, the KIO valve being arranged to open under excessive pressure on the pipe
I and valve I ", under excessive pressure on Z ', each of these valves being arranged to allow free flow of fluid in the opposite direction # its direction of pressure relief.
The aim of having two separate valves instead of a single two-way open relief valve, or double-acting valve, is that it may thus be possible to adjust these two valves separately so that they operate under different pressures because under ordinary conditions it is good to have different maxima for the forward and return movement of the tool holder.
The description of one of these excess pressure relief valves will suffice for both. if designates the valve box. The main Z line communicates with this box at one end, and the branch pipe. y on one of the sides. A hollow plunger, if ', slides into the neck of the M box.
This plunger is larger at its end, in l12, and is held on a seat surrounding the neck in question by means of an M5 spring, the degree of compression of which can be adjusted by means of an M4 threaded plug which is screwed into box M and which can be rotated to tighten the spring or to relax it, using the All handle. In the wall of the hollow plunger are made openings if they are closed when the plunger is in its normal position applied to its seat, but are found after sufficient movement of this plunger in the direction opposite to the pressure exerted on it by the spring,
so as to allow liquid to exit through the plunger and the ports in question when the pressure is great enough to compress the spring. Through the end of the plunger there is a passage M7 closed by a ball lll8 formallt the check valve, which opposes the passage of the Suide in the direction opposite to the spring pressure.
The lift of the ball is limited by a plug 1g9, when the liquid flows in the opposite direction.
0 designates the stem of the dispensing valve. It is pinned, by its lower end, to the valve key, in the head
H from which it penetrates, and rises through the hollow column and the part <9 * which gives it a reach to the upper part of the box or envelope of the apparatus. On this rod is keyed a lever 02 provided with an operating handle 03 and an index 04, capable of moving on the graduated line 0 "* mounted on said box.
On the rod 0 is wedged, a. ! inside this box, a cogwheel. OG which meshes with an intermediate wheel 0 'mounted, on an axis 08 on the oscillating lever Cl and meshing with a pinion 09 which rotates on an axis 0' rising from the pivot C '.
A cam P, which is integral with the hub of pinion 09, is engaged with a roller Pl fig. 3,8 and 13 which is mounted in a lug P21 extending from the wall of the JT box inwards. A spring P2, interposed between the swing arm and the wall of the box, holds the cam and the roller firmly in engagement with each other. The central or intermediate part, neutral, of the cam between the points
PI P, is circular so that the rotation of the cam through an angle of 17 degrees on either side of the central position does not result in oscillating the arm C '.
The radii of the cam are progressively larger than the radius of the arc P3 P4 in one of the angular directions from the center point, and progressively smaller in the opposite direction. Rotating the cam in one direction moves the swing arm clockwise while rotating this cam. in the opposite direction oscillates the arm in the opposite direction, and, since the pivot of the variable stroke pump is mounted on the swing arm, the movement of the cam results in a relative displacement of the rotational axes of the guide plate and pump body, in one direction for forward movement and in the other for return.
These two active surfaces of the cam extend by approximately 72 degrees from the end of the central circular part to the points PI PI and, from these points respectively to the points P'P8, by approximately 35 degrees, the cam is circular again at both ends.
The reason for this arrangement is that it is necessary for the operating lever to begin to rotate, so that the distribution valve performs an angular movement sufficient to close the passage 16 at the beginning of the working cycle; then, as the cam rotates the pump is brought into action by the movement of the kingpin axis and this movement continues, in either direction, until a maximum stroke of the pump has been reached approximately 90 degrees on either side of the zero position of cam P.
But this does not give the maximum advance or drive because, for a rapid movement of the carriage, it is necessary to add to the fluid displaced by the variable displacement pump, the relatively greater quantity of fluid displaced by the meshing pump and this must do so without disturbing the continuous operation of the variable displacement pump.
As the cam continues to rotate past the PI or P points, there is no longer any change in the relative positions of the axes because the cam is then circular; but, during this period, the lever continues to rotate the valve to bring all the liquid displaced by the mesh pump into the high pressure main line and add to the liquid displaced by the adjustable pump, so as to give the maximum volume of working fluid and therefore the maximum rapid movement speed of the carriage. Under some conditions it might be desirable not to add the ide volumes moved by the gear pump and the variable flow pump, but to subtract them from each other.
This could be achieved by winterizing the construction of the cam as well as by arranging the pockets 7'126, with the passage 1, on the opposite side of the valve; under these conditions, the fact of bringing into the installation the discharge, coming from the meshing pump, of a volume greater than that discharged by the variable flow pump, or drive pump would, as this which relates to the application of the installation to a lathe, as shown here, results in reversing the movement of the carriage and if, for example,
the flow rate of the mesh pump is represented by six and that of the adjustable pump by one, in one case we would have a total flow of seven to move the carriage forward and, in the second case, a total flow five to move the cart in the opposite direction to that in which it was previously propelled by the variable flow pump.
A shaft S receiving its control from the headstock of the lathe carries the pulley S which activates the belt S passing around the pulley S3 mounted on the shaft B 'such that the control shaft of the pump variable flow rate is actuated only when the spindle or sharp point of the lathe, or the fixed headstock thereof, is itself actuated.
The fill circuit is normally a separate circuit through which the fill liquid is circulated at a low pressure, or fill pressure, by the gear pump. The working circuit containing, as it does, a high and low pressure connection, a motor and a variable flow pump, is also a separate circuit. The only communication between these two circuits, when the advance or driving is done, exists, through the practical filling passage in the valve and, as long as a leak occurs, there is flow, through this passage, of the filling circuit in the low pressure side of the working circuit.
However, when the engine is reversed, so that the piston rod enters the installation, the displacement of this rod is greater than any possible leakage and, therefore, the volume of liquid that can be maintained. in the installation decreases, which results in the discharge of liquid, in antagonism to the normal filling current, into the filling system and from there through the excess low pressure relief valve, or filling into The reservoir.
However, under other conditions, when the device is set for the fast travel position, the filling circuit becomes part of the working circuit and this can be done in two ways:
Either can be in parallel with the variable flow pump and both pumps then circulate the working fluid to drive the motor.
Experience shows, however, that under these conditions it may happen that, while the large capacity pump is diverted from its filling role, the pressure on the low pressure side drops below the point necessary to maintain the seal. the pistons of the variable displacement pump and this results in noisy and irregular operation of the variable displacement pump;
therefore, in many cases it is desirable to make use of a control cam so arranged that, at the end of its stroke, when the variable displacement pump reaches its maximum, the pump is suddenly found, for example. a continuation of the movement of the control lever, brought back to the zero position and, under these conditions, the filling pump alone circulates the liquid for rapid displacement.
An arrangement established for this purpose is shown in fig. 14 in which the cam
Y has a neutral or circular surface Y 'with camming surfaces y2 Y3 intended to control and vary the eccentricity of the pump, and rapid ramps of sudden return 3 Y "ending in a surface V having the same radius as Y ', so that, at both ends of its stroke, the control lever causes the displacement of the variable flow pump to return to zero.
In order to ensure the return of the drive pump, to a position where the inner ends of the plungers will be subjected to the discharge pressure of the gear pump during rapid displacement, it is advisable in some cases not to not to give the Yak surface of the cam an exactly circular shape, as described above, but to give it in part y6, a radius slightly smaller than that of V so that the roller, in. leaving the high surface Y3, move to a position that will tip the drive pump slightly, instead of trying to bring it back to exactly zero.
For the same reason the surface Y2 can be formed with a radius slightly greater than that of Y '.
The passage f provided in the key of the valve plays another role; when the machine is in the zero position, or neutral position, shown in fig. 5, it in fact establishes a transverse bypass so that the operator who drives the lathe will be free, when the installation is at rest and the engine is not doing any work, to make the engine itself come and go. by adjusting the tools, etc.
The way to use the installation and its operation are as follows:
A schematic plan of the installation is shown at Bg. 12.
When the tour starts a. operation, the mechanism of the installation is more or less empty of working fluid, a supply of which is stored in the reservoir existing in the lower part of the box or casing of the apparatus. The operator first turns on the motor of the constant flow gear pump.
This immediately comes into action and sucks the oil or other liquid, from outside to inside, through the passages jFj, into the pump chamber EX ', from where this liquid will be discharged into the passage F3. From! a, with the distribution valve in its central, neutral or inactivity position, as shown in fig. 4 and 5, the liquid will pass through passage G2, divide and pass through passages G 3 G 'on both sides of the dispensing valve.
The liquid will enter from passage G4 into the tap through lumen G6, will pass into chamber 33, from eerìdra through conduit Hs and, if the pressure is high enough, preferably about 900 grams to 1 kilo, will remove the HI check valve (fig. 1) from its seat and will exit through the annular chamber il7 to return to the storage pump through the H-passages. F Ft and F2.
The liquid will pass from passage G "into the tap through port G ', enter chamber 17, rise through extension Z 8 and fill light I9 to passage 7'" and flow from there into chamber. two-way, in the main pipes. blades I and 11. This filling liquid will pass through these pipes in both directions, tending to fill the entire installation and, in particular, the motor K and the flexible pipes D As well as the passages D4 D5, the ports D6 D7 and cylinders C ', so that the installation will soon be completely filled with oil.
During this essential filling of the installation with oil, the air which is displaced by the oil will be able to escape, under the control of the operator, through purge valves, or vents. which will be placed at various high points of the installation filled with oil and the air completely expelled; these valves will then normally be kept closed throughout the operation of the machine. Under certain conditions, automatic air relief valves, which will open to give passage to air but oppose the passage of oil, may be used instead of the hand control.
Under ordinary operating conditions; the installation will normally always be substantially full of oil although, at rest, a small leak may occur which would not be remedied by the preliminary filling. If this is the case, this filler oil will then replace, when the gear pump is started up, the oil which has leaked previously and will fill the installation and only a very small quantity of fuel oil. replacement will be required at this time.
The frictional resistance of the passages through which the working fluid moves, together with the check valve, or excess low pressure relief valve, E5, discussed above, will be sufficient to maintain the pressure at the minimum required for the minimum preliminary filling which; as has been said above is about 1 kilo.
Either before or after the start of the separate control of the geared pump at constant flow, the operator engages or applies the driving force for the control of the lathe spindle and this activates the guide plate of the variable flow pump. When the control lever is in its neutral position as shown in fig. 1, 2, 4, 5 and 8, the axes of this plate and of the pump body substantially coincide and the parts rotate without the plunger pistons of the pump performing any work.
When the operator wishes to start the advance movement of the carriage, he moves the handle of the controller to the right or to the left as appropriate. In fig. 13, the effect produced by its operation in the direction of clockwise movement has been shown. The first thing that happens is that the distribution valve turns and the passage 16 is brought out of coincidence with the lumen 14. Ceei closes and interrupts the direct communication between the pipes I 11. The rotation of the controller lever also makes turn the gear train which is at the top of the box or casing, and rotate the cam of the controller.
Since the central part of this cam is cylindrical, the cam can turn, until the point P3 passes the line joining the center of the cam P to the center of the roller P ', without producing any angular movement of the oscillating arm. , the arm being firmly held by the spring against the stop offered by said roller. This rotation of the cam and the controller lever is sufficient to completely close passage 1. However, a continuation of the rotation of the controller lever brings the portion of the cam whose radius increases in contact with the roller. so gradually.
As shown in fig. 13, this rotation continued until the roller was in engagement with the cam about halfway between points P4 and P6 so that the swing arm and the block carrying the pivot are pushed back one step further. side to bring the eccentricity of the latter with respect to the guide or control plate, approximately halfway between the maximum and zero.
The drive pump rotates in the direction of the arrows in fig. 11, that is, counterclockwise movement and this results in the right side of the variable flow pump becoming the high pressure side and working fluid is discharged from the cylinders, through lights D8, into light D'and from there, through passages D5 and D and through fitting De, to pipe I and from this to the head end of engine lR, in tending to push the piston K1 towards the other end of the cylinder.
Since the passage Ie is out of coincidence with the lumen I4 and is, therefore, blocked, and since the check valve K'O is on its seat, all the working fluid displaced by the variable displacement pump is used to move the piston IÇ '*
On the other side of the piston K1, the working fluid passes from the cylinder K, through the main line Zl, the connection D3, the flexible tube D ', the passage D4 and the low pressure port Dss, in the various successive cylinders , on the low pressure side of the variable flow pump,
to be taken away and discharged on the high pressure side as the cylinders continue to rotate.
While this is happening, some amount of working fluid may have leaked from the high pressure installation between the work surfaces or through faulty seals, or for any other such cause, and this would leave, there was no filling, air pockets on the low pressure side.
The filling necessary to replace this leak is provided by the gear pump, as follows:
If there is no leak to be filled by filling, the operation of the gear pump will cause the working fluid to circulate through the installation in the following circuit: from the pump chamber El ', to through the passages F3 G2 4, the light G6, the chamber HO, the passage H4, the valve s¯5, the annular chamber H7, the pitch 119 and the passages F F1 F2, to the inlet side of the pump .
However, if there is any leak that needs to be filled, the fill liquid will leave passage G2 and pass through passage G3, lumen G5, chamber 17, branch IS, fill lumen 19, passage 11. , the pocket, T2 1, the port 15 and the passage 13 to discharge into the low pressure side of the installation at the location of the connection D3.
This will remove some of the discharge from the pump and, to refill, exactly the same amount of fluid that has leaked and has been replaced will be drawn from the installation tank by the pump rigging through the end of the system. right of passage F. To work in the opposite direction, the operator simply oscillates the controller lever in the reverse direction, which engages the roller
Pt the part of the cam P which is between the points P3 and PI and reverses the direction of the eccentricity of the guide plate, or control, and of the pump body.
Once this is done, although the plate in question turns in the same direction, what was the low pressure side of the installation becomes the high pressure side, and vice versa, the pump then delivering the liquid to high pressure through passages D'D' and 11, at the end of the engine piston where. sits the rod.
At the same time, the dispensing valve will have been turned in the opposite direction; the filling liquid then enters the main line 12 through the bag IlG and the passage 16 and there will be no communication between the high pressure side and the filling circuit because the bag 126 and the passage I6 will be out coincidence with the light P *.
The running direction of the filling liquid remains constant in the gear pump, however, even because this pump always rotates in the same direction, the distribution valve always working to lead the filling liquid to the low pressure side of the installation, whatever.
The advance or drive movement provided by the variable flow pump is relatively slow and capable of extremely precise adjustment. Since the control lever has a relatively large range of motion, and the relationship between speed and control lever position is excessively precise and delicate, it is frequently necessary to provide much faster travel or feed without requiring however not to be as precisely regulated and controlled as the feed or working speed ensured by the variable displacement pump. This rapid movement can be achieved by turning the counter lever to the 90 degree position from its neutral position, in either direction.
Once this is done, the circular end face, extreme, of the cam, on one side or the other, comes into contact with the roller, at the end of the part, or segment, of radius increasing or decreasing of the cam, and there is, at this point, no continuation of the angular displacement of the oscillating arm, nor change in the eccentricity of the drive plate and of the pump body.
But, the continuation of the rotation of the handle, or lever, of the controller. shown by way of example at the place where PI comes into contact with the roller, determines a continuation of the rotation of the dispensing valve to bring it to the position shown in FIG. 7, position in which the working fluid discharged by the meshing pump passes through passage 2 and divides, part of this liquid passing through passage gus, and part through passage G, in chamber I7 d 'where the liquid rises through the connection I8 to discharge, through the port I - and the passage 12, in the high pressure side of the installation.
This relatively large amount of working fluid greatly accelerates the displacement movement of the piston, or motor, because the volume displaced by the gear pump is much greater than the volume displaced by the variable displacement pump and, in this case , the two volumes are added to each other to ensure a greater speed of movement of the piston, which results in rapid movement of the lathe carriage. The working fluid is returned from the low pressure side of the engine to the high pressure side partly by the variable displacement pump and partly by the gear pump. The working fluid of the gear pump passes from the main line II (in fig.
13) via connection D, passage 13, light 1, connection I ', chamber H, conduit Ho, valve H (which it removes from its seat), chamber H, passage 9 and the passages.F2 and F 2, at the low pressure or inlet side of the gear pump.
If one wanted to achieve rapid movement in the opposite direction, one would rotate the controller lever in the opposite direction, 90 degrees from the neutral position shown in fig. 7; in this case, the path of the fluid delivered by the gear pump would be exactly the same up to the distribution valve;
but, from there, the liquid would pass through lumen I5, passage 13 and fitting D3, to main line II which, under these conditions, would be the high pressure line and the working fluid would be returned to the low side pressure of the two pumps via the main line Z, one part going to the variable displacement pump via line D and one part, to the meshing pump via line 12, the port I4 and the distribution valve, as has been explained above.
The installation is capable of working, under various conditions under three different operating pressures, each of which is limited by a separate excess pressure relief valve, and the installation is arranged such that each of these separate valves act in the circuit only when it is desirable to operate.
First there is the fill relief valve. It is the valve H, located at the lower part of the distribution valve and adjusted so that, with the frictional resistance opposed to the working fluid in the installation, there is always a minimum pressure of about 1 kilo . Under certain conditions, this valve could be completely eliminated; the frictional resistance opposed to flow through the passages providing sufficient filling pressure.
All that is required is that there is enough pressure to ensure that the desired amount of working fluid for filling enters the low pressure side of the installation to compensate for any loss. perdition due to leaks, when useful work is being carried out, and in both sides when the appliance is running empty.
The immediately higher pressure imparted is set by the relief valve, for rapid displacement F5, shown in Ja fig. 9. When the pressure on the high pressure side of the installation, with the distribution valve in either position 90 degrees from the neutral position, exceeds a certain maximum, higher, this pressure removes the valve F5 from its seat and allows the working fluid discharged by the gear pump not to pass through the entire installation, but to be directed directly from the lower end of the passage tuf3, through the bypass passage,
the valve i76, the passage F1 and the passage F2, on the low pressure, or inlet side of the gear pump. This can only happen when the parts are in the position shown in fig. 7, or in the opposite 90 degree position, and under these conditions the valve H5 has no effect because it is on the return, or low pressure side and it continues to play the role of maintaining the pressure on the low pressure branch of the gear pump circuit to the point at which filling will occur and in no way affects the operation of valve F5 for rapid displacement.
When the dispensing valve is in one of the advance or drive positions, an example of which is given in figs. 6 and 13 and especially in the working position of fig. 13, there is no direct com rnunication between the discharge of the gear pump and the high pressure side and, therefore; the excess pressure relief valve of the gear pump has no effect on the pressure in the high pressure circuit and pressures may rise above those at which the valve or pressure relief valve for rapid displacement will work.
These higher advance, or drive, pressures are determined by one or more excess pressure relief valves. Two are preferably provided: one for the pressure relief from each of the two main conduits, the idea being that one might wish to have a different maximum pressure for advances, or drives, in opposite directions; but, for the sake of comparison, we can consider these two pressures as constituting only one, because only one of the two pressure relief valves in question can operate at a time, the other not having, for the moment, no active role.
The spring tensions of these two KIO valves can be adjusted separately and, if I is the high pressure side, the KIO valve will open and allow the working fluid to pass through the K9 passage and the ffi valve when a certain predetermined pressure will have been reached, while, if it is the main line 1'which constitutes the high pressure line, the valve KIt will open, when a certain predetermined pressure has been reached, to allow passage of the working fluid, through the passage 1C9 and the valve 1çs, in the part which is then the main low pressure pipe I. However,
for convenience and for reasons of economy, the machine, as shown here, is arranged to have separate control for the two pumps. Of course in many cases it would be desirable to have a single control for the two pumps, or to have separate controls working with some predetermined degree of coordination.
The installation described is also applicable to a printing press, or a knitting machine or a dispensing mechanism or apparatus, or any other kind, requiring the control characteristics required by a machine tool, that is a, say a mechanism requiring movements of advance, or drive, exactly variable, combined with rapid movement movements.