CAPSULISMES DÉRIVÉS DE LA MANIVELLE ROTATIVE D'IMPULSION

membres sous la forme de capsule et de piston. Nous examinerons tout d'abord un certain nombre d'appareils fondés sur l'emploi de la manivelle rotative d'impulsion curviligne (Cï)**.

La figure 7 représente un mécanisme, proposé d'abord par Bramah*, comme pompe, puis successivement par Morgan^* (1850) et par Ericson***, comme machine à vapeur. Dans les trois cas, l'oscillateur c est disposé comme piston et le pont d comme capsule. Le mouvement du piston est un mouvement oscillatoire, suivant un arc de cercle, autour de Taxe 4. Dans le cas où l'appareil est utilisé comme pompe, la formule spéciale correspondante est : (Qr.

Au lieu d'un secteur unique, pour former le piston, on peut en employer deux, ou un plus grand nombre. Grat {fig. 8) a donné à la capsule d la forme d'une sphère, de telle sorte que la surface de contact entre celte capsule et les secteurs est une zone sphérique; c'est pour ce motif que cette machine est également désignée sous le nom de machine à vapeur sphérique ****. On ne peut, d'ailleurs, signaler aucun avantage résultant de cette forme spéciale. Thompson, qui a utilisé ce mécanisme pour des machines jumelles ***** disposait le membre c comme capsule et le membre d comme piston : (V*") = d, c; il maintenait, d'ailleurs, le piston fixe, et faisait osciller la capsule.

Deorakd disposait le piston c comme secteur de ce qu'il appelait un anneau cylindrique (« anneau globoïde ») ******, lequel oscillait dans deux presse-étoupes, établis aux extrémités de l'ouverture ménagée dans la capsule d, pour le passage de la tige oscillante c {fig. 9) *******. Celte machine est d'une exécution très-difficile.

La figure 10 représente la machine à vapeur rotative de Dundonald ********, dans laquelle la chaîne est appliquée d'une manière tout à fait différente ; d est bien encore la capsule, mais le piston est constitué par la manivelle a. Le mécanisme est double, afin d'em-

* V. Laboulaye, Cinémalique, 1864, p. 776.

•' V. Propag. industrielle, voL UI, 1868, p. 151.

*** V. Johnson, Impérial ajclopaedia : Ericson's, Semi-cylindrical Marine Engine, Description of the plates, p. 5.

***' V. Génie industriel, t. Xll, 1856, p. 15 ; Schweizerische polyt. Zeitschrift, vol. I, 1856, p. 140. V. en outre, la machine de Wood-Gray, dans le Génie industriel, Yol. XVin, 1859, p. 317.

****' Voy. Newton, î^ndon Journal of Arts, 7, Conj. Séries, vol. III, 1834, p. 125.

*"*" V. Berliner Verhandlungen, 1872, p. 248.

*•*••*• V. Propag. industrielle, vol. III, 1868, p, 245; le brevet français remonte à 1837.

******** V, Bataille et JuUien, Machines à vapeur, vol. I, 1847, p. 445; Repertory of Patent Inventions^ Enlarg^ed Séries, vol. Il» 1843, pt 103. )

398 Âr<ÂLYSE DES GiPSULISMES A MANIVELLE.

pécher l'afflux intempestif de vapeur dans réchappement. Le lien b se réduit à une pièce de joint, en bronze, qui n'est fermée cinématique* ment, ni sur le tourillon 3, ni sur le tourillon 2 (bouton de la manivelle), et dont la clôture a simplement lieu par l'action de la vapeur ou d'un poids disposé à rextéricur. L'oscillateur c forme une espèce d'ailette, oscillant dans la capsule. En tenant compte de la clôture

par force de 6, la formule doit s'écrire : 2 (C"Y — x > ^ laquelle

il convient de joindre : (¥"*=) = a, d. On ne doit pas perdre de vue que la manivelle a doit faire joint hermétic^ue, non-seulement sur les parois latérales de la capsule, mais encore sur son contour. Les détails des garnitures ne sont pas indiqués dans la figure.

CocuRANE a également porté son attention sur cette forme de machine à vapeur rotative ; la disposition à laquelle il s'est arrêté est indiquée dans la figure 11 *. Elle est constituée par la réunion de trois mécanismes ; le lien b se trouve ici complètement supprimé et l'oscillateur c fait joint avec a, comme précédemment, au moyen d'une clôture de force. L'admission et l'évacuation de la vapeur s'effectuent par l'intermédiaire de conduits, pratiqués dans l'intérieur de a, qui se trouvent mis en communication, en temps opportun, avec d'autres conduits ménagés dans l'axe 1 .

CooRE, en 1868, a utilisé d'abord le mécanisme (C")'^pour une machine à vapeur^, dans laquelle, aei d étant conservés comme piston et capsule, l'oscillateur c, sous la forme de coulisseau courbe, se trouvait maintenu appliqué contre le piston a par clôture de force et oscillait à travers la paroi même de la capsule ; la formule était dans ce cas : [(C*)^ — b\ . Plus tard, Cooke a employé le même mécanisme, comme ventilateur, sous la forme représentée par la figure 12***. Ici la chaîne est de nouveau complète, puisque, en dehors de la capsule, le mécanisme comprend une manivelle, un lien, un oscillateur et un pont; en outre, d est disposé comme capsule cylindrique, a comme piston, sur le contour duquel s'applique constamment une partie saillante de roscillateur c. Le contact a lieu entre ces deux pièces sur une portion de cylindre dont l'axe coïncide avec 3. L'appareil de Cooke se construit avec de grandes dimensions et est utilisé comme ventilateur de mines.

Parmi toutes les machines représentées par les figures 7 à 12, la

• V. Propag. industrielle, vol. III. 1808, p. 182; brevet de 1831. " V. Propag, industrielle, vol. IV, 1869, p. 557. ••* V. Enqiueering, 1800. p. 2«0 et 271.

CAPSUUSHBS DÉRIVÉS DE LÀ HAr^IVELLE DOUBLE ROTATIVE. 599

dernière est la seule qu'on puisse considérer comme réellement pratique; elle ne présente, en effet, aucune difficulté de construction et elle fournit un degré d'étanchéîté saffisant pour les diflerences de pression, relativement faibles, qu'exige la ventilation des mines.

Capsulismes à manivelle, dérivés de la manivelle double

rotative.

PI. VI. — Fig. 13 à 16.

La manivelle double rotative (C")' a été fréquemment utilisée pour la formation de capsulismes ; nous en donnons ici, comme exemples, quatre applications différentes.

La figure 13 représente une pompe construite par Heppel (Suisse)*. Elle est constituée par la réunion de quatre manivelles doubles rotatives. La direction d'idées qui doit avoir conduit à cette invention présente une analogie incontestable avec celle qu'on a suivie pour arriver à la machine de la figure 16 (pi. V). Le membre fixe a constitue la capsule, l'une des manivelles rotatives, d, le piston, tandis que la seconde manivelle rotative 6, sous la forme d'un disque mobile autour du tourillon 2, transmet au piston, par l'intermédiaire du lien c, un mouvement de rotation, dont la vitesse croit et décroit périodiquement.

Le "ventilateur de Lemielle {fig. 14)**, dont l'usage est très-répandu, présente une grande analogie avec le précédent. Ici encore a est la capsule, mais c constitue le piston, au lieu de d, et la manivelle b forme un tambour qui divise, d'une manière convenable, la capacité interne. Les raisons que nous avons invoquées en faveur du ventilateur de mines de Cooke sont également applicables à celui de LsmELLE, qui, construit sur de grandes dimensions, compte de nombreux partisans en Belgique et en Angleterre.

La figure 15 représente une pompe très-ancienne, imaginée par Ramelu***. Cette pompe, constituée par la réunion de trois méca- ,

• V. Propag, induêirielle, vol. IV, 1869, p. 85; brevet français de 1855. ** V. Weisbaclfs, Mechanik vol. HI, p. 1118; Dingler, Polyt. Journal, vol. CL; CivU'Iugiucer and Architecls- Journal, sept. 1858, et Civil-Ingénieur, 1, 1854, p. 85. *** V. Ramelli, Arteficiose Machine, 1588, p. 60.

nismcs de l'espèce [C'I)', pourrait, à la rigueur, Atrc considérée comme dérivée de la roue de Lehieli.g, à laquelle on aurait appliqué le procédé dcdiminution de chaîne. On peut, en effet, constater, dans la pompe de Ranelli, l'absence de la manivelle guide d^ qui existe dans l'appareil précédent, ainsi que du couple supérieur qui devrait la remplacer, de telle sorte que le piston se trouve appliqué, contre les parois de la capsule, simplement par clôture de rorcc. La formule générale esl, par conséquent :

■'-ij'

Celte machine, rapprochée de celle de Lehielle, fournit un temple intéressant, qui mérite d'être cité à l'appui de ce que nous avons dit précédemment (chap. VI), au sujet du mode de développement des machines ; la forme moderne du ventilateur de Lemielle n'est, en effet, que le^ perfectionnement cinématique de l'ancienne pompe de Rahelu.

Dans la figure 16 nous nous trouvons encore en présence d'une modification de la pompe de Rahelu, modification qui est due à Lord Cocbrase et qui a pour but de transformer cette pompe en machine à vapeur. Ici encore le membre d fait complètement défaut, et le membre c esl à clôture de j force. Cette machine est, du

reste, très-imparfaite.

Comme autre forme de machine à vapeur rotative, dérivée du mécanisme (C")' et incontestablement moins imparfaite que la précédente, nous pouvons citer celle de Rôskt, dont la disposition nous a été communiquée directement par lettre et qui est représentée dans la figure 280.

Comme on n'utilise ici qu'une seule chaîne, on est obligé de ^'^' recourir à un tiroir de distribu-

tion, pour empêcher les passages intempestifs de vapeur. Le membre d est appliqué par clôture de force contre la paroi intérieure de la capsule, c étant le

CAPSULISMES DÉnnÉS DES MÉa\IfISHES A MANIVELLE CONIQUES. 401

membre conducteur, la formule de celle machine doit s'écrire : (Cr)c — X, à laquelle il convient d'ajouter : (V=*=) = c, a, pour indiquer le mode de formation du piston et de la capsule.

Capsulismes dériyés des mécanismes à manivelle coniqaes.

Parmi les nombreuses machines que nous avons décrites et analysées jusqu'ici, il en est plusieurs qui, avec les anciennes méthodes, étaient difficiles à expliquer ou même à décrire et qui, par cela même, étaient restées plus ou moins obscures pour un grand nombre de mécaniciens. .Mais il existe une autre machine ou, pour mieux dire, une petite classe de machines, qui, au point de vue du manque de clarté et des difficultés de compréhension, laisse bien loin derrière elle toutes les précédentes ; nous voulons parler de la machine qu'on désigne sous le nom de Machine à disque (Disc- Engine) et des pompes ou machines à vapeur rotatives qui offrent avec elle une certaine analogie. Depuis leur invention, qui remonte à plus de quarante ans, ces machines se sont toujours présentées comme une véritable énigme. Un philosophe célèbre, dont la mort remonte à une dizaine d'années, passe pour avoir dit, vers la fin de sa vie, que de tous ses élèves, un seul l'avait compris, mais mal compris. En étudiant les machines du genre précédent, on se rappelle involontairement cette anecdote. Peu nombreux sont ceux qui les ont comprises, et ceux-là, sans en excepter les inventeurs euxmêmes, les ont mal comprises.

Ces machines ne sont pas, d'ailleurs, très-rares. On pouvait en voir une à l'Exposition univereelle de 1867 à Paris; une autre actionne les presses à mouvement rapide du journal le Times. Mais si l'on cherche une description, on arrive rapidement à se convaincre, comme nous l'avons fait nous-même, qu'il règne la plus grande obscurité relativement à la véritable nature du mécanisme. Dans leurs descriptions de brevets, les inventeurs font les tours et les détours les plus bizarres pour arriver à donner aux autres une idée de ce qui a été pour eux le produit d'une inspiration heureuse. Quant au théoricien, auquel il arrive d'avoir à parler d'une de ces

RBUtEAUXf C1X^:U.\TIQCE. 20

402 ANALYSE DES GAPSULISHES A HANIYELLE.

machines, il passe rapidement sur l'analyse cinématique du mécanisme, non sans trahir parfois quelque embarras, et souvent même il n'hésite pas à reconnaître franchement qu'il n'y peut rien comprendre.

La cause de cette obscurité réside uniquement dans l'imperfection de la méthode, jusqu'ici prédominante, d'après laquelle on veut porter un jugement sur les mouvements eux-mêmes, avant d'avoir recherché les conditions relatives à la desmodromicité de ces mouvements. La machine à disque et ses variétés ne constituent pas autre chose, en réalité, qu'une série de capsulismes, dérivés de mécanismes à manivelle coniques. En procédant, comme nous l'avons fait précédemment pour les mécanismes à manivelle cylindriques (§ 78), c'est-à-dire en disposant, comme piston et comme capsule, des membres convenablement choisis de la chaîne et en appliquant les dispositifs de distribution nécessaires, on obtenait et on obtient encore jusqu'à présent les difTércntes variétés de capsulismes à manivelle coniques, que nous devons examiner maintenant comme des cas particuliers d'une série tout à fait générale. Un point qui mérite d'être signalé, c'est que les découvertes empiriques se sont maintenues jusqu'ici sur un terrain très-restreint, en se limitant au cas où la chaîne (Ct) a trois membres rectangulaires, c'est-à-dire est de la forme (CyC^). C'est la chaîne que précédemment (§ 75. C) nous avons désignée sous le nom de chaîne de joint en croix rectangulaire. Nous avons trouvé alors qu'on pouvait en déduire trois mécanismes. D'eux d'entre eux, par l'effet de cette intuition spéciale aux recherches empiriques, ont été trouvés sous forme de capsu* lismes et, grâce à l'énergie que le problème de la machine rotative est capable d'inspirer, ils se sont produits sous un grand nombre d'aspects différents.

Capsulismes dérivés de la manivelle à joint en croix rotative.

PI. VII. — Fig. 1 à 3.

La machine à vapeur rotative qu'on désigne, de préférence, sous le nom de machine à disque est représentée par la figure 1. Ordinairement, on rend cette dénomination plus précise, en ajoutant le