DISTRIBUTIONS A TIROIRS DIRECTEMENT SUPERPOSÉS

84. " Distribution Meyer. — Ce dispositif est l'un des plus répandus pour les machines à détente variable à la main ; il a été imaginé à Mulhouse en 1842.

Le tiroir principal T (fig. 144), est muni de deux canaux c pour Tintro-

\. ■ y pwfpipgilf^HOw^

TIROIRS SUPERPOSES

(luction, ses éléments sont déterminés comme pour un tiroir simple^ Deux tasseaux t glissent sur le dos du tiroir, ils sont commandés par un excentrique spécial, et ils sont montés sur une même tige filetée dans deux sens, de sorte que par un mouvement de rotation de cette lige qui ne change rien à son déplacement rectiligne, on peut rapprocher ou écarter les tasseaux. L'articulation de la tige avec la barre d'excentrique doit être disposée de manière à permettre le mouvement de rotation.

Si Ton suppose que la tige ne tourne pas, les ta sseaux sont à écartenient constant, et fonctionnent comme une seule plaque.

Fig. 144

Pour faire l'épure, remarquons que les tasseaux glissent sur la glace mobile formée par le dos du tiroir, c'est donc le mouvement relatif de ces deux organes qu'il faut étudier, et nous allons établir à cette fin une propriété qui facilite le tracé des épures dans tous les cas analogues. Dans tout ce qui suit, les barres d'excentrique seront supposées infinies, nous savons par quel procédé on tiendrait compte de leur obliquité (')

Soit (flg. 145), OM la manivelle, OE Texcentrique du t'roir, OETexcen-

trique de détente; le mouvement. ^^- -,.

d'un point quelconque du tiroir est le même que celui de la projection i du centre de.l'excentrique sur la direction de la tige, et le mouvement dlun point quelconque des tasseaux est le même que celui de la projection <'; iV représente donc le retard du tiroir sur le tasseau pour la position considérée ; cette

1. On peut évidemment étudier la distribution Meyer par d'autres procédés, voir, par exemple Unwln, Eléments of machine Design, 12o édition, L . II, et ZeLUchrift des V. /). /, 1891, p. 297 (méthode de K. Reinhardt).

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Fig. 145

MACHINES A VAPBUB

ligne est du reste la projection de la longueur constante EE', qui forme le troisième côté du triangle construit sur les excentriques et qui, par couséquentr tourne comme eux. Menons OE" égal et parallèle à E E', le retard du tiroir sur le tasseau est donné aussi par la projection o("; lorsque cet écart est vers l'avant, le tiroir est en avance sur les tasseaux, et vice versa.

Au lieu de considérer simultanément les deux excentriques réels OE, OE* on peut donc se borner, pom* trouver le mouvement relatif des deux organes commandés, à prendre les écarts donnés par l'excentrique fictif 0K\ diagonale du parallélogramme construit sur OE, et sur OE' pris en sens contraire.

Le cercle polaire des écarts relatifs s'obtient sur l'épure (6g. 146) en

Fig. 146

portant à la manière habituelle les angles de calage a, a' des deux excentriques, ce qui donne les diamètres OE, OE', et en menant OE" parallèle et égal à E'E. Décrivons des cercles sur OE et OE" comme diamètres; le premier est le cercle du tiroir, le second donne le retard du tiroir par rapport aux tasseaux lorsqu'il est coupé par le prolongement de la manivelle; on peut considérer pour plus de facilité le cercle opposé, et conserver OE" pour représenter Vavance relative du tiroir.

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Pour trouver la position d'ouverture et celle de fermeture du canal c, remarquons qu'elle se produit lorsque le tiroir est en avance sur les tasseaux de la quantité tj qui donne le découvrement de la lumière lorsque l'avance relative est nulle ; on décrira donc de 0, avec tj comme rayon, un arc qui coupe le cercle des avances relatives en 1 et I ; 1 est la position de la manivelle pour laquelle la fermeture se produit, 01 est celle pour laquelle il y à réouverture.

En augmentant tj, la fermeture se produit plus tard, la réouverture a lieu plus tôt.

En diminuant tj, on diminue l'introduction; pour •irj = o, les positions de fermeture et de réouverture sont OX, OX'.

Lorsque l'on rend 7^ négatif, les arêtes A et a pour coïncider, exigent que le tiroir soit en retard sur les tasseaux de cette quantité (positions O 3, OUI) ; on peut réaliser des introductions nulles en rendant ^ négatif et égal à 04, et même faire en sorte que l'avance à l'introduclion soil supprimée.

Quelques remarques sont nécessaires pour choisir les éléments du système :

1°). Lorsque l'introduction est grande, la réouverture suit de près la fermeture, il importe qu'il n*y ait pas réadmission sur la même face du piston i à cette fin, il suffit de placer la direction OE" de manière à ce qu'elle coïncide avec la position de fermeture par le tiroir principal ou même la prendre un peu au-delà, comme dans la figure. On déterminera en conséquence la grandeur et la direction de OE'.

2*) L'ouverture du canal c est nuUe^ans la position de réouverture, par exemple pour 01 ; elle augmente ensuite de toute la quantité dont diminue l'écart relatif, jusque dans la position OX', où cet écart est nul; puis l'écart changeant de signe, augmente l'ouverture, qui, par exemple, pour la position OM', doit être comptée depuis m jusqu'en n ; à partir de la position OX, les ouvertures sont marquées parles portions de rayons qui s'annulent au point 1. Lorsque le système doit pouvoir réaliser de grandes introductions (7^ = OE") il est bon de faire en sorte que, pour l'ouverture maximum du tiroir principal, le canal soit découvert d'une quantité égale à cette ouverture, c'est-à-dire qu^on fera pq égal à OE — e, e étant le recouvrement extérieur du tiroir principal; cette condition détermine la longueur OE", dont on a choisi la direction par la remarque 1**) ; pq représente la largeur à donner au canal c,

3°). Les tasseaux ne doivent jamais découvrir par leurs arêtes inlé-

TIROIRS SUPERPOSES

rieures; si celte condition est remplie pour l'admission nulle, elle le sera pour toutes les autres; on prendra donc sur le tiroir, à partir de A (fig. 147), ia longueur AB = 04, on aura la position de Taréte B lorsque TécarL relatif est nul- on portera BB' égal à OE", on trouvera ainsi la position extrême de l'arête B relativement au tiroir ; on choisira l'arête intérieure C de manière à réaliser encore 10 millimètres de recouvrement, on a trouvé ainsi la longueur B'G du tasseau.

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Pig. 147

4**). U faut que, les tasseaux étant en contact, on réalise la plus grande introduction : on a alors T^rz OE", on prendra doncAB" égal à OF', on tracera le tasseau B" C, dont la longueur a été trouvée au 3°, et on trouvera Taxe du tiroir; U face inférieure du tiroir principal ayant été tracée comme au n" 67, on achèvera de déterminer le tiroir.

La figure 148 représente le tiroir du cylindre à haute pression de la machine dont l'ensemble est donné par les figures 13, 14, 18 et ibbis; le piston a 610 millimètres de diamètre et 840 milUmètres de course, Tarbre fait 90 tours à la minute. La figure 149 est l'épure de «ette distribution,

5^) L*ohliquité de la bielle amènerait d'assez grandes inégalités entre les introductions sur les deux faces si l'on ne prenait les précautions nécessaires. Il est impossible de rendre égales ces introductions pour tous les degrés de détente, mais l'introduction ne doit varier normalement qu'entre certaines limites, en dehors desquelles il importe assez peu de réaliser une égalité rigoureuse des travaux. On déterminera pour les deux faces les valeurs de ^ qui conviennent à ces limites, et on adoptera des vis de pas différents, de manière à les réaliser simultanément ; ou bien encore, si on veut adopter des vis de même pas, on réalisera l'égalité des introductions pour la valeur moyenne habituelle; en sacrifiant les autres valeurs, qui seront alors inégales sur les deux faces.

6*^) Rien n*empêcheralt de faire admettre les tasseaux par leur arête intérieure, rareté extérieure restant passive; il faudrait pour cela réali-

^"'■"''lipllp*'

Fig. 148

166 TIROIRS SUPERPOSES

ser des écarts relatifs égaux aux précédents, mais de signe contraire, et choisir en conséquence l'excentricité et l'angle de calage de Fescen- Irique de détente.

' Fig. 149

T*) Dans les machines à deux sens de marche, l'excentrique de détente doit pouvoir servir pour les deux sens, son angle de calage est égal

85. — Systèmes dérivés de là distribution Meym\ — Le système Meyer se prête peu à la variation automatique de l'introduction par le régulateur; il faut, en effet, imprimer à la tige des tasseaux plusieurs révolutions pour faire passer l'introduction par ses valeurs extrêmes, la résistance à vaincre est de plus assez grande (117).

Divers systèmes ont été imaginés dans le but de supprimer les vis, et de rendre la variation plus rapide. Dans le dispositif Tyler (fig. 150), la variation est obtenue en donnant aux lumières une certaine inclinaison^ il n'y a plus qu'un seul tasseau en forme de coir>; en changeant sa position en hauteur, on augmente ou on diminue ti; Taltaque du tasseau par le régulateur est nécessairement assez compliquée. Le système Ulrich est une modification récente de cette distribution (voir Zeitschrift des V, D, /., 1892, p. 842). Le système Rider est la modification

la plus répandue; la face dorsale du tiroir peut être courue en supposant qu'elle résulte de Tenroulement du tiroir précédent sur un cylindre creux; le tasseau de délente subit la même déformalian ; toutes les

arêtes ont donc la forme d'hélices; un léger déplacement par rotation de la tige du tasseau suffit pour obtenir toutes les valeurs de rinlroduction. Les figures 151 à 154 se rapportent au système lîider ordinaire^ qui ne convient que pour de petites dimensions. Lorsque les cylindres dépassent 400 millimètres de diamètre, Iç tiroir d'expansion devit^nl grand et difficile à manœuvrer, on le remplace alors par un liroîr complètement cylindrique ; il se meut à l'intérieur d'un fourreau rapporté dans le tiroir principal, et présentant plusieurs lumières ublkiuesj ce

qui permet de réaliser les valeurs extrêmes de rintroduction au moyen d'un angle de rotation modéré (*).

Le tiroir principal lui-même peut être cylindrique, les deux tiges sont alors concentriques, ou bien la lige du tiroir principal est dédoublée (système PoUit et Wigzell). Les deux distributeurs sont complètement équilibrés; aussi, ce systèiae est applicable à de grandes machines (Voir le tableau du n** 80, la machine de Bâtes développant 1 200 chevaux, est munie de cette distribution, variable par le régulateur au premier cylindre, et variable à la main au second cylindre).

86. — Systèmes dans lesquels on modifie le cercle des écarts relatifs. — On peut faire varier Tintroduclion tout en laissant constant le recouvrement des tasseaux par rapport au tiroir principal, et en agissant sur Texcenlrique fictif des écarts relatifs ; dans certains systèmes, Tangle de calage de cet excentrique est seul changé, dans d'autres, on modifie Tangle et la course. Des dispositifs très nombreux permettent d'obtenir ces résultats. Les distributions ainsi obtenues sont rendues plus facilement variables par le régulateur que le dispositif Meyer; lorsqu'on emploie le régulateur américain, on l'agence de manière à ce qu'il commande l'excentricité et le calage de Texcentrique de détente (114); lorsqu'on emploie le régulateur ordinaire, ce résultat est obtenu d'une façon indirecte par une combinaison cinématique plus ou moins compliquée.

Premier genre, -r- A ce genre appartiennent les systèmes Geissler ('), (machines de J.-S. Priés, à Francfort), CoUmann (') et autres (*).

La quantité désignée par irj dans l'exposé du système Meyer est constante ; elle peut être nulle (système Geissler), Texcentricité relative pour l'admission la plus petite est alors O^o (fig. 185 à 157) ; pour l'admission maximum, elle devient Oe^ ; les excentricités correspondantes

1. Voir Haeder, Damp/maschinen (Dusseldorf, L. Schwann). Cet excellent recueil renferme toutes les modifications possibles de la distribution Rider, ijui est en grande faveur en Allemagne, et les croquis d'une distribution Rider avec tiroir principal cylindrique, pour un diamètre de piston de 800 mm. et une course de 1«>,400. Voir, dans Tédition de 1890, les pages 42, 43, 10?, 108, 110, 1?0, 12d, iU, 136, 156, 158, 224, 229.

*, Praktische M. C., 1892, pi. 11.

3, Engineering, 1892, 1er gem., p. 240.

4, Le système Mac-Intosh et Seymour, représenté à l'Exposition de Chicago par un puissant moteur constitue un rare exemple dans lequel le tiroir principal est cylindrique, le tiroir de détente est un manchon qui l'enveloppe, les lumières sont multiples. {Engineering, 1893, 2^ sem., p. 148,)

pour rexeeniriqiie de détente sont OEo, OE,, Les tasseaux découvrant par leur arête intérieure (n^^ 84^ &} , les lumières des canaux et des tasseaux sont multiples j ce qui diminue rexcentricité relative nécessaire, et permet d'obtenir les variations par un changement moins grand de Vexcentrique de détente.

Fig. 155 à 157

Dans ces machines, la variation de rexcenlrique de détente est obtenue par un régulateur américain (')-

Deuxième gmrv. — M- Guinotte a épuisé la plupart des combinaisons auxquelles il peut donner lieu ; il est moins direct et plus ancien que le précédent, mais il n'exige que des excentriques fixes par rapport à l'arbre: on pourra presque toujours en faciliter l'analyse au moyen d'un théorème établi par M. Gidnoile (') :

Lorsque deux excentriques E, OE' (fig. 158), commandent au moyen de bielles supposées très longues, et par Tintermédiaire d'une coulisse,

1. Voir une ôtmia de C. Budil {Zeitschrift de$ V. D, L, i%%i, p. 923).

2. Etude générale de la détente cartable^ etc., par Lucien Guinotte (Liège, Juhr-Heniie, l'T^j; cette étude est une généralisation remaniuable basée sut fies propriétés einématiques qui n'avaient pas été aper*;ues jusque Sa. M. Guinotte a appliqué un très grand nombre de dispositions tirées de sa tbéorîe aux machines des cbarbon nages de Mariemont et Bascoup surtout à des maciiinos é. ctiangement de marche.

lîû

TIROIRS SUPERPOSES

un mouvement rectiligne alternatif, ce mouvement dépend de la position de la coulisse par rapport au coulisseau, et il est le même que celui qui serait produit par un excentrique fictif Oe, obtenu en partageant la droite EE' de telle manière que :

Ee eE''

CK m

Fig. 158

En effet, portons à partir du point la longueur 01 = EG = E'C, des barres d'excentrique, et menons par ce point la perpendiculaire à la ligne d*action 01; projetons les points G et G' sur cette perpendiculaire, et répétons la même construction pour les points E, E', e relativement à la perpendiculaire menée par à OK. On a, puisque Ton suppose les bielles égales à leur projection sur OK :