AA' = BB

Menons par B' ta verticale B'ô', il est facile de voir que l'on aura, en retenant dans les conditions précédentes le signe d'égalité seulement :

, Comme F est donné, la seconde condition déterminera », et la première donnera Q, c'est-à-dire la portion du poids mort qui ne pourra être équilibrée.

On voit que le problème est complètement déterminé par la hauteur d'élévation, les niveaux des points M et N, la position en profondeur du cylindre de l'ascenseur et la charge nette à soulever.

vrai, on voit que si la charge nette à soulever figure comme seul élément variable, le poids mort qui ne peut être équilibré varie proportionnellement à P.

La dépense d'eau est proportionnelle à la course et à la section du plongeur, c'est-à-dire à P, car b'\' est constant et l'on a

La course restant constante, on peut imaginer que le cylindre soit abaissé plus on moins profondément dans le sol de manière à changer les limites du trajet effectué par la base du plongeur ; les deux horizontales 00' se déplaceront tout en restant à la même distance et il est visible que la section du plongeur ne change pas, mais que la partie non équilibrée Q du poids mort augmente lorsque le cylindre est établi plus bas et diminue dans le cas contraire, sans que cette circonstance altère pourtant le rendement (112).

Les renseignements suivants, donnés par M. Grenier, pourront être utiles (') :

Le frottement d'un bourrage en chanvre peut être pris égal en moyenne à 7 % de l'effort exercé par le piston ; pour les garnitures en cuir embouti, on aurait :

F 4 ÏT ~ lOd

F' est le frottement du cuir, E l'effort exercé par l'eau sur le piston, d le diamètre du plongeur en centimètres ; d'après cette règle, le frottement serait proportionnel à la pression de l'eau par unité de surface et au diamètre du plongeur, ce qui parait rationnel pour la garniture en cuir embouti.

Les frottements désignés plus haut par F comprennent encore les résistances des guides de la cage, la raideur des cables des contrepoids lorsqu'ils existent, le frottement des pivots des poulies de renvoi, etc., que l'on pourra évaluer approximativement d'après la perfection du montage.

11 importe aussi d'observer que la sécurité des manœuvres exige que la force ascensionnelle ne soit pas annulée au sommet, la cage étant en charge, et que le système descendu à vide au bas de sa course conserve un excès de poids non équilibré par la poussée.

En d'autres termes, il faudra établir les calculs en comptant sur des frottements plus élevés que ceux qui se produiront en réalité, aussi bien à la levée qu'à la descente. Cette circonstance réduit le rendement déjà assez faible pour ce genre d'ascenseurs (U2).

Lorsque les ascenseurs hydrauliques dépendent d'une conduite de distribution, on se met quelquefois à l'abri des arrêts en établissant à un niveau élevé un réservoir alimenté par la conduite.

On peut aussi remplacer l'eau des conduites par des réservoirs placés dans le sous-sol et comprenant une bâche pour l'eau de décharge et un réservoir fermé dans lequel l'eau est maintenue sous pression par une chambre d'air comprimé. II faut alors un moteur spécial actionnant une pompe qui aspire l'eau de la bâche pour la refouler au réservoir fermé.

On peut même supprimer le moteur si l'on dispose d'une canalisation

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d'air comprimé ; dans ce cas l'eau fait retour au réservoir et sert indéfiniment, la corde de manœuvre met en communication le réservoir avec la canalisation d'air comprimé ou avec une tubulure d'échappement.

11 1. — Modifications diverses. — Lorsque la pression s'élève, et que la charge reste néanmoins modérée, comme dans la plupart des ascenseurs destinés à la circulation des personnes, la section du plongeur diminue, et il devient bientôt trop faible pour résister comme pièce longue chargée à ses extrémités. On a eu recours pour éviter cette difficulté à différents moyens.

Une première solution consiste à réduire la pression au moyen d'un cylindre à piston différentiel C,' figure 185; la distribution est placée au point e et agit sur la capacité annulaire du cylindre.

On peut aussi employer comme piston de levage une tige tabulaire ouverte à sa partie inférieure et fermée par le haut au niveau de son assemblage avec le plateau supportant la cage. Dans ce système, une partie de l'effort est appliqué directement au plateau ; le piston n'est plus soumis qu'à un effort longitudinal dépendant de la section du métal. Lorsque la pression n'est pas très élevée, il peut Fig.iss même arriver que le poids du piston soit supérieur à l'effort qu'il reçoit à sa base, son assemblage avec le plateau est alors sollicité par extension, c'est-à-dire que l'excès du poids sur la poussée est suspendu à la cage.

L'installation du cylindre exige le forage d'un puits, ce qui n'est pas toujours facile dans une construction déjà existante ; ces puits sont tubes, l'intervalle entre le sol et le tube est rempli le cas échéant par un béton de ciment. Le cylindre est établi dans le tube avec le jeu nécessaire pour éviter tout contact et tout défaut de direction.

On a imaginé de construire des ascenseurs sans puits; le cylindre est de faible longueur, et muni de pistons emboîtés l'un dans l'autre formantun système lélescopique. Le système exige de nombreuses gar-

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ratures, il est nécessairement moins robuste que celai à piston simple (').

US. — Equilibrage. — Le rendement d'un ascenseur disposé comme celui de la figure 184 est le rapport du .travail net d'élévation du poids P au travail absolu de l'eau dépensée ; il est facile de voir qu'il est donné par le rapport des segments ô'A' et A„A ; il peut s'élever par la diminution des frottements, mais ne saurait dépasser le rapport des segments 6"A et AoA. Ce rendement s'élève encore lorsque le niveau du point M est plus haut ; il diffère toujours néanmoins de l'unité même si on néglige les frottements, parce que tes lignes NN' et MM' sont inclinées.

On peut traduire ces conséquences autrement en remarquant que si l'on néglige tout frottement, le travail utilement pnduit est représenté par la surface b" A a" B, le travail total dépensé est représenté par le parallélogramme A„ A B, B. Pendant le levage, le travail a" B, A est dépensé en pure perte, parce que la poussée au bas de la course est en excès sur le poids à soulever; à la descente, le poids n'est pas équilibré par la pression statique de la colonne d'eau si ce n'est à la fin.au fur et à mesure que l'immersion du plongeur augmente.

Il est possible de réaliser des systèmes entièrement équilibrés, dans lesquels une compensation automatique s'établit, pour toutes les positions, entre la poussée variable sur le plongeur et le poids total de la charge et des organes mobiles.

L'équilibrage Edoux (fig. 186) est celui qui se présente le plus naturellement à l'esprit; la cage et le plongeur sont équilibrés par un contrepoids G, la chaîne de renvoi ce est choisie de manière à ce que son poids par mètre courant soit la moitié du poids de la colonne d'eau de même hauteur et dont la section serait celle du plongeur.

Ce système a cependant des inconvénients pratiques, les organes d'équilibrage augmentent les masses à mettre en mouvement au départ et

Fig. 166.

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ASCENSEURS HYWUU1HJIIE3 223

aggravent les chocs lors de l'arrêt; dans le cas d'une fermeture brusque pendant la levée, l'inertie des pièces peut détacher le piston de la colonne liquide, au moins momentanément, ■ et mettre l'assemblage entre le piston et le plateau en état de tension ; la rupture de cet assemblage ou du piston dans sa région supérieure est très dangereuse, surtout si cet accident se produit lorsque la cage est peu chargée et se trouve assez haut, parce que l'équilibrage devient alors prépondérant, et que la cage est lancée au sommet de sa course ('}.

113. — Ascenseur Cramer. — L'ascenseur Heurtebise (') présente un mode d'équi.

librage dans lequel le système compensateur augmente progressivement la pression de l'eau lorsque la cage s'élève; il est exempt des dangers signalés au paragra- Fig. îsi.

plie précédent. L'appareil Cramer est plus

simple, et réalise les mêmes avantages, il est représenté schémaliquement par la figure 181, où l'on voit qu'il comporte un cylindre auxiliaire muni d'un piston différentiel ayant les sections S et s ; le poids de ce piston est réglé de manière qu'il équilibre plus ou moins les poids morts, nous supposerons d'abord cet équilibrage complet. Si l'on désigne paru la section du plongeur qui soutient la cage, on voit que le déplacement des pistons différentiels est multiplié pour le plateau dans le rapport de S — s à w, il en résulte que si le système auxiliaire descend de la hauteur y, la cage s'élève de

1 . Un grave accident dû à cette cause s'est produit autrefois dans l'un des grands hôtels de Paris et a amené une série de dispositifs nouveaux.

Voir un type très bien étudié d'ascenseur Edoux dans l'ouvrage cité de Erntt, pi. 58; cet auteur lui attribue un rendement de 0,11 environ.

2 P, 1. d'Armengaud, 1881, pi. 17. L'idée d'employer un cylindre auxiliaire dans le but d'éviter l'équilibrage par des contrepoids agissant sur d es chaînes attachées au sommet de la cabine se trouve pour la première fois dans des ascenseurs exposés en 1878 à Paris, par Chatwood de Londres, qui réclamait aussi comme avantage très réel de cette disposition que le piston supportant la cage peut ainsi avoir une section qui le rend apte à résister comme longue pièce comprimée, puisque la pression dans le cylindre de levage est indépendante de la charge motrice.

et que la poussée sur la face annulaire du piston différentiel augmente du poids de la colonne

D'autre part, la pression sur la face supérieure S augmente du poids de la colonne Sy; la compensation parfaite exige que ces deux quantités soient à chaque instant égales, c'est-à-dire que l'on ait :

On pourra obtenir une deuxième condition entre les sections en fixant la course des pistons différentiels de manière à réduire l'encombrement;

si l'on choisit pour cette course une fraction — de la course de la cage on devra avoir :

Enfin, il faut que la section S soit déterminée en fonction de la hauteur motrice et de la charge nette P a soulever ; si l'on négligeait tout frottement, on aurait, en appelant h la hauteur motrice sur le piston S lorsqu'il est au sommet de sa course :

< 8 > s -mr

Les trois équations déterminent toutes les sections ; ainsi, soient : P^fiOOkilog. ; A„ = 20-,00; n=*

on trouve :

wsO-'.OI; 8 = 0- ï ,20Q; <=0 n ",160

Si on donne à la cage une course de 16 mètres, le piston compensateur aura la course très acceptable de 4 mètres.

S'il n'y avait pas de frottement, tout le poids mort devrait être équilibré par le poids du piston différentiel, chargé en conséquence, ainsi que par l'effet des colonnes d'eau qui jouent entre les pistons, mais la cage descendant à vide doit vaincre les frottements de trois garnitures

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ASCENSEURS IIYDHA ULIQl'ES 223

ainsi que les autres résistances ; on ne peut ainsi l'équilibrer complètement. Pendant le levage, il faudrait un excès de pression motrice pour soulever la partie non équilibrée du poids mort, ainsi que pour vaincre les frottements qui se produisent pendant cette période ; si l'on désigne par F le frottement du piston de la cage et par F' celui du système compensateur, on établit facilement que l'équation (3) doit être remplacée . par la suivante :

a »P + 2fnF+F)

s= rn;

on pourra par un premier calcul, dans lequel on négligera les frottements, déterminer les sections S, s et w.d'où l'on tirera des valeurs approchées de F el F' qui permettront de faire une détermination plus exacte et ainsi de suite.

La sécurité de la manœuvre exige qu'il y ait, comme dans les ascenseurs non équilibrés (110) une réserve de force capable de vaincre toute résistance accidentelle qui viendrait à se produire ; il faut également que le système supposé arrêté en un point quelconque de sa course reçoive une poussée suffisante pour partir avec assez de vitesse {'). On tiendra compte de ces conditions en donnant à F et F' des valeurs augmentées dans une mesure convenable ; par un calcul a posteriori on s'assurera que la cage prend une vitesse suffisante dans les conditions normales.

Les vitesses moyennes d'ascension admises sont de l m ,73 à 2 mètres par seconde d'étage à étage ; aux Etats-Unis, les constructions élevées sont desservies pour les étages supérieurs par des ascenseurs sans arrêts intermédiaires, pour lesquels la vitesse est portée à2 n ,80; on cite même des vitesses de 5 mètres par seconde pendant les essais.

ii4. — Ascenseurs de Samuel Chalwood, d'Ellington, etc. ('). — Dans l'ascenseur Chalwood, figure 188, la pression agit constamment sur le piston S ; la face inférieure annulaires — g est mise en relation par l'appareil distributeur, soit avec la conduite de pression, soit avec l'échappement, tandis que le cylindre A, dans lequel pénètre un plongeur de section s, communique toujours avec le cylindre de levage. Lorsque l'on admet la pression dans le compartiment annulaire C, la cage descend et vice versa. Cet ascenseur n'est équilibré que partiellement, car il n'y a

1. Toutes ces conditions abaissent le rendement, qui eu définitive ne dépassa guère 0,40 {Emit, ouv. cité, p. 777 4 785).

2. Voir la note du Duméro précédent, ainsi que Engg., l8SÎ-l-li8, 188Î-Ï-107, 1885-1-607, 188B-1-969, 1883-1-3+, 1891-2-SÏ8.

TRÀNSMJSS. A BIBTASCB 15

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pas de compensation proprement dite pour l'immersion variable des plongeurs. On peut d'ailleurs concevoir la face supérieure 8 du pistou moteur comme partagée en deux parties, dont l'une s contribue à équilibrer une partie du poids mort, tandis que la partie restante S — s soutient la charge nette à soulever; pendant la descente il y a équilibre dépression sur la partie annulaire, de sorte que la cage peut descendre à vide. Le poids non équilibré doit être suffisant pour que la cage puisse descendre non chargée jusqu'à fond de course.

La figure 189 indique la modification que subissent les cylindres auxiliaires dans le cas où l'eau motrice est à haute pression ; pas plus que dans la disposition précédente il n'y a de compensation pour l'immersion variable des plongeurs. La figure 190 est une autre combinaison à peu près équivalente, mais dans laquelle l'équilibrage partiel du poids mort est produit par un contrepoids P ; un plongeur fixe p, qui sert en même temps de conduit alternativement en cornmunication avec la canalisation motrice et l'échappement, pénètre à l'intérieur du plongeur s. Pour produire le levage, l'eau est admise dans le piston p, et elle exerce un effort correspondant â sa pression et à la section extérieure de ce piston ('). On

1. Voir les m on te- chargea de 1.000 kilogrammes da la gare Saint-Lazare {Portefeuille des M., 1890, pi, 28-29).

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voit encore que la compensation n'existe avec ce système que dans une mesure insignifiante, car au fur et à mesure que la cage se soulève et que le piston de levage perd de son poids, la hauteur motrice n'augmente que d'une quantité très faible, et cette augmentation ne porte

que sur le pislon p, dont le diamètre est petit en comparaison de celui du piston supportant la cage.

Le système Ellington (fig. 191), d'après Engg., 1885-1-507, peut être

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considéré comme dérivant de celui qui vient d'èlre décrit ; on voit qu'il est formé exactement des mêmes éléments, mais qu'il comprend en plus un cylindre extérieur C, en relation d'une manière permanente avec une bâche à niveau constant par l'intermédiaire du tuyau B. La pression ainsi produite sert à la fois à parfaire l'équilibre des poids morts et à /' ~^à compenser les variations de la poussée;

on peut facilement trouver la relation qui doit exister entre les sections du cylindre C, du plongeur s et du piston de levage pour que la compensation soit parfaite en n'importe quel point de la course^

On peut encore rapprocher des systèmes qui viennent d'être décrits celui de Smith et Stevens (fig. 192, d'après Engg., 1885-2-369), qui dérive de celui de la figure 190, sauf qu'un système compensateur à contrepoids P s'y trouve ajouté. Par suite des liaisons cinémaliques adoptées, l'action de P est à peu près nulle lorsque la cage est au fond (position en pointillé); elle augmente progressivement au fur et à mesure que la cage s'élève et que le système compensateur descend en s'approchant de la position représentée en trait plein.

Le compensateur de Norman Selfe est a peu près identique au précédent, et se comprendra aisément à l'examen de la figure 193 ('). Es= -- — ^

Fig, 192. 115. — Ascenseurs pour bateaux (*)

— Dans ces grands appareils, l'équilibrage est principalement obtenu par la conjugaison de deux ascenseurs identiques dont les cylindres sont mis en communication ;

1. Voir encore le compensateur à contrepoids de l'ascenseur. Samain, Portefeuille detM., 1889, pi. 9-10.

2. Il n'est fait mention de ces appareils que pour les questions de principe qui

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toutefois, il n'est parfait que pour une position qui peut être choisie à l'avance, celle, par exemple, où les deux plateaux, qui deviennent ici des sas en tôle, sont au même niveau. L'immersion plus ou moins grande des plongeurs dans les presses produit une modification de poussée qui altère l'équilibre, la colonne en U de longueur totale constante qui s'étend d'un plongeur à l'autre est d'ailleurs assimilable à un câble qui aurait le même poids par mètre courant que la colonne d'eau dont la section est celle du plongeur. On peut compléter l'équilibre en compensant les variations de la poussée, auquel cas on donne à l'appareil son maximum d'effet utile, surtout si les deux sas sont utilisés en môme temps, l'un pour la levée, l'autre pour la descente. On peut aussi n'avoir aucun égard à cette compensation, l'excès de poids du système descendant doit alors être suffisant pour effectuer la manœuvre à la fin de l'opération, c'està-dire dans la position la plus défavorable.