E*^ F C^ K F E' "" KG

Le cercle polaire correspondant à cet excentrique fictif s^obtient de la même manière, il est en trait pointillé sur Pépure (fig. 168), et son centre est en^. Il en résulte que, suivant les différentes positions données à la coulisse par le régulateur, le centre J se déplace depuis e^ jusqu^èn é.

Cela posé, on remarquera que le recouvrement du tasseau est nul dans sa position moyenne^ et que la fausse glace C présente des canaux c' en relation avec chacun des canaux c du tiroir, ces canaux étant eux-mêmes séparés par une cloison. Il en résulte quMl ne saurait y avoir réadmission par la lumière d*arriére l du cylindre lorsque le tasseau découvre le canal c' de Pavant, et vice versa.

L'ouverture et la fermeture par le tiroir principal ont lieu invariablement en A et D pour la face arrière; Pouverture et la fermeture du tasseau pour la face correspondante ont lieu en ^^ et t^ respectivement pour le cercle F. Le cercle E'^ est celui de la plus grande admission, se rapprochant de celle du tiroir, le cercle E' est celui de Padmission nulle, pour lequel le canal c' de la fausse glace n*est découvert que pendant la coursB rétrograde.

Dans le tracé des glaces, diverses précautions sont à prendre qu^un peu d'attention fera découvrir.

§IV

Distributions à tiroirs directement superposés.

84. — Distribution Meyer. — Ce dispositif est l'un des plus répandus pour les machines h détente variable à la main ; il a été imaginé à Mulhouse en 1843.

Le tiroir principal T (fig. 169), est muni de deux canaux c pour l'introduction, 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 mémo tige filetée dans deux sens, de sorte que par un mouvement de rotation de cette tige 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 l'on suppose que la tige ne tourne pas, les tasseaux sont à écartement constant, et fonctionnent comme une seule plaque.

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 sont suppo-

sées infinies, nous savons par quel procédé on tiendrait compte de leur obliquité (*).

Soit (fig. 170), OM la manivelle, OE Pexcentrique du tiroir, OE

l'excentrique de détente ; le mou- ^-- --^

vement d'un point quelconque du y ^^n^

tiroir est le même que celui de la projection t du centre de Texcen- ^

trique sur la direction de la tige, " • ^^-^^—t^c^^^^j.-— ^ i i et le mouvement d'un point quel- '5lî^""/I?F--^^^^^^E -t** ^~"

conque des tasseaux est le niême Fig. i7o.

que celui de la projection r' ; ti représente donc le retard du tiroir sur le tasseau pour la position considérée ; cette 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 conséquent, tourne comme eux. Menons OE" égal et parallèle à EE', le retard du tiroir sur le tasseau est donné aussi par la projection of ; lorsque cet écart est vers Pavant, 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, pour trouver le mouvement relatif des deux organes commandés, à prendre les écarts donnés par Texcentrique fictif OE'', diagonale du parallélogramme construit sur OE, et sur OE' pris en sens contraire.

Le cercle polaire des écarts relatifs s'obtient sur l'épure (fig. 171) en portant à la manière habituelle les angles de calage 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 V avance relative du tiroir.

Pour trouver la position d'ouverture et celle de fermeture du canal c^

(1) On peut évidemment étudier la distribution Meyer par d'autres procédés, voir, par exemple Unwin, Elcments of machine Design, t. II, et Zeitschrift des F. D. /., 1894, p. 297 (méthode de K, Reinharàt).

remarquons qu'elles se produisent lorsque le tiroir est en avance sur les tasseaux de la quantité r^ qui donne le découvrement de la lumière lorsque l'avance relative est nulle ; on décrira donc de 0, avec 7| comme rayon, un arc qui coupe le cercle des avances relatives en 1 et 01 ; 1 est la position de la manivelle pour laquelle la fermeture se produit, 01 est celle pour laquelle il y a réouverture.

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

En diminuant tj, on diminue l'introduction ; pour 7^=0, les positions de fermeture et de réouverture sont OX, 0X^

Vî \

FIg. 171.

Lorsque Pon rend tj négatif, les arêtes A et a, pour coïncider, exigent que le tiroir soit en retard sur les tasseaux de cette quantité (positions 03, OUI) ; on peut réaliser des introductions nulles en rendant tj négatif et égal à 04, et môme faire en sorte que l'avance à l'introduction soit supprimée.

Quelques remarques sont nécessaires pour choisir les éléments du

système :

1) Lorsque Pmtroductioa est grande, la réouverture suit de près la fermeture, il importe qu'il n'y ait pas de réadmission sur la même face du piston ; 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 nulle dans la posilion de réouverture, par exemple pour 01 ; elle augmente ensuite de toute la quantité dont diminue Técart 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 par les portions de rayons qui s'annulent au point 1. Lorsque le système doit pouvoir réaliser de grandes introductions {ti = 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.

Fig. 172.

30) Les tasseaux ne doivent jamais découvrir par leurs arêtes intérieures; si cette 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. 172), la longueur AB = 04, on aura la position de l'arête B lorsque l'écart relatif est nul , on portera BB' égal à OE'', on trouvera ainsi la position extrême de l'arête B relativement au tiroir ; on choi-

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Fig. 173

sira l'arête intérieure C de manière à réaliser encore 10 millimètres de recouvrement, on a trouvé ainsi la longueur B'C du tasseau,

4^) 11 faut que, les tasseaux étant en contact, on réalise la plus grande introduction : on a alors fi = OE'', on prendra donc AB" égal à OE", on tracera le tasseau B"C% dont la longueur a été trouvée au 3°), et on trouvera l'axe du tiroir ; la face inférieure du tiroir principal ayant été tracée comme au n^ 67, on achèvera de déterminer le tiroir.

La figure 173 représente le tiroir du cylindre à haute pression de la machine dont l'ensemble est donné par les figures 13, 14, 15 et 15 bis ; le piston a 610 millimètres de diamètre et 840 millimètres de course, Tarbre fait 90 tours à la minute. La figure 174 est l'épure de cette distribution.

iMmnu.

Fig. 174.

5^) L'obliquité 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 y\ 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'empêcherait de faire admettre les tasseaux par leur arête intérieure, l'arête extérieure restant passive ; il faudrait pour cela réaliser des écarts relatifs égaux aux précédents, mais de signe contraire, et choisir en conséquence l'excentricité et l'angle de calage de Texcentrique de détente.

7**) 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 a 180^

85. — Systèmes dérioés de la distribution Meyer. — Le système Meyer se prête peu à la variation automatique de l'introduction par le régulateur ; il faut, en effet, imprimer à la i

tige des tasseaux plusieurs révolutions pour ^V' 1 ^^

faire passer l'introduction par ses valeurs j^^^ j ,^i^\ extrêmes; la résistance à vaincre est de plus ^^%^ \ zw/^'"'^ assez grande. ^^-

Divers systèmes ont été imaginés dans le but de supprimer les vis, et de rendre la variation plus rapide. Dans le dispositif Tyler (fig. 175), la variation est obtenue en donna^U aux lumières une certaine inclinaison, il n*y a plus qu'un seul tasseau en forme de coin ; en changeant sa position en hauteur, on augmente ou on diminue ^ ; l'attaque du tasseau par le régulateur est nécessairement assez compliquée. On a perfectionné cette distribution, qu'on applique assez souvent à de petites machines sous la forme représentée dans la figure 176 ; chacune des lumières obliques est divisée en deux, ce qui permet de leur donner beaucoup moins d'inclinaison sur Taxe de la tige du tiroir sans exagérer la longueur de la tuile ; celle-ci est munie de deux arêtes actives aa, correspondant à chacun des canaux, et dont

tes positions pour les introductions extrêmes se déterminent au moyen de l'épure du système Meyer. Il est donc nécessaire de pratiquer dans la tuile une lumière, dont l'arête 6 doit être déterminée par les considérations suivantes: i") pour l'introduction maximum(tuile en haut, comme dans la figure), te canal du haut ne peut être fermé par l'arête 6 au moment où le tiroir principal s'ouvre pour l'avance à l'introduction ; on vérifie si cette condition est remplie en mesurant sur l'épure l'écart relatif pour cette position, et en déplaçant l'arête b dans le sens de l'axe du mouvement d'une quantité égale ; 2°) pour l'introduction zéro (tuile en bas, lumière dans la position pointillée), l'arête b ne peut découvrir la lumière inférieure du dos du tiroir lorsque fa tuile se trouve à son plus grand écart relatif, car il s'en suivrait une admission par cette lumière.

La tuile est entraînée dans son mouvement longitudinal par la tige t, sur laquelle se trouve un manchon portant en son milieu un secteur saillant toujours emboîté entre les nervures n». Le régulateur peut imprimer à la tige i un mouvement angulaire rr que le manchon transmet à la tuile au moyen de deux petits bras terminés

TIROIRS SUPERPOSES

par des renflements cylindriques ; ceux-ci sont engagés entre des nenrures qui fonctionnent comme deux petites coulisses. C'est grâce à rinclinaison réduite des lumières que le mouvement angulaire de la tige t peut rester dans des limites qui se prêtent facilement à Pattaque par le règubtour.

Le système Rider à tuile cylindrique est plus répandu que le précédent : on Pobtient en prenant un tiroir Meyer à lumières obliques comme celui de la figure 175, et en enroulant la face dorsale sur un cylindre concentrique à la tige des tasseaux ; la tuile de détente à arêtes

inclinées subit la même déformation ; toutes les arêtes ont donc la forme d'hélices, et leur inclinaison est déterminée de manière à ce que le mouvement angulaire du tasseau ne dépasse pas 60 degrés. Les figures 177 à 180 se rapportent au système Rider à tiroir ouvert, applicable à des cylindres dont le dia- - mètre ne dépasse pas 350'

kmm

FIg. 177 à 180

Pour des machines plus grandes, le tiroir de détente non équilibré est trop dur à manœuvrer par le régulateur, et on a recours à la dis-

TIROIRS SUPERPOSES

position des figures 181 à 183. Le tiroir principal, dont la moitié seulement est représentée en coupe par Taxe, est cylindrique et admet par ses arêtes extérieures ; toutefois ce tiroir est muni à chaque extrémité d^une chambre annulaire aboutissant au canal e, et dans laquelle la vapeur est admise par un tiroir cylindrique intérieur percé de lumières obliques; l'introduction est rendue variable par une orientation convenable de ce tiroir intérieur.

Les deux tiroirs ayant le même axe, leurs tiges peuvent être concentriques, celle du tiroir principal étant creuse ; il faut alors un bourrage extérieur pour éviter les fuites autour de la tige centrale. On peut aussi dédoubler la tige du tiroir principal, ou bien n'employer qu'une tige excentrique, ce qui est moins satisfaisant.

La vapeur ifiotrice ne peut arriver aux lumières que par l'intérieur du tiroir de détente ; si elle pénètre dans la chapelle par une seule tubulure placée à l'extrémité, la section de passage est réduite à celle de ce tiroir, dont il faut retrancher le moyeu et les nervures ; cette section est doublée lorsque la prise de vapeur se bifurque et débouche aux deux extrémités de la chapelle (').

Pour proportionner les éléments du système, on commence par étudier le tiroir principal comme au numéro 66 ; on détermine ainsi le diamètre d de ce tiroir et la largeur de la lumière ainsi que la quantité dont elle doit se découvrir pour Tadmission ; dans cette détermination, il faut tenir compte des barrettes obliques qu'il est nécessaire de réserver dans le fourreau cylindrique qui forme la glace. On trace alors le tiroir principal en donnant au canal c la largeur nécessaire pour livrer passage à la vapeur d'admission, quand l'introduction est maximum ; on a soin de donner à la chambre une section équivalente. Comme conséquence de ce tracé, on tixe le diamètre dl du tiroir de détente ; ce diamètre doit donner une section suffisante à la vapeur admise (d'après la remarque faite plus haut). La longueur de la chambre détermine celle des lumières obliques, et par conséquent celle du tiroir de détente. On trace alors le développement de ce tiroir, sur lequel on dispose un certain nombre de lumières obliques (quatre dans

Jl). L'extrémité de la chapelle opposée à l'enlrée de vapeur peut dans une certame mesure jouer le rôle de réservoir si son volume est assez considérable.

a figure) ; la section de c es lumières doit être égale, autant que pos- Isible, à celle du canal c.

L'épure est tracée comme pour le système Meyer, mais le diamètre d! étant notablement inférieur à rf, il faut prendre pour diamètre du cercle des écarts relatifs une valeur assez grande, il faut aussi donner aux lumières obliques une hauteur aussi grande que possible normalement aux génératrices du tiroir ; ayant tracé les lumières sous une certaine obliquité d'après le déplacement angulaire total qu'on veut donner au tiroir de détente, on détermine les positions a et d des arêtes actives de la tuile pour Tintroduction maximum et l'introduction nulle ; l'arête b est choisie de manière à ne pas fermer la lumière au moment où doit se produire l'avance à l'admission, il suffit que cet effet ne se produise pas pour l'introduction maximum, 'on sera alors certain qu'il ne se produit pas pour les introductions plus réduites.

Il faut encore vérifier que l'arête 6' n'atteint pas le bord interne de la lumière suivante lorsque l'introduction étant nulle, la tuile atteint l'écart relatif pour lequel le tiroir principal coupe l'admission, sinon, il y aurait réadmission tardive par toutes les lumières à la fois pour l'introduction nulle, et la machine s'emballerait.

Pour satisfaire à ces conditions diverses, on pourra se trouver obligé de réduire le nombre des lumières (par exemple à trois au lieu de quatre) ; on retrouvera la section nécessaire en les allongeant, c'est-àdire en augmentant la longueur des tiroirs de détente.

Il peut être néanmoins assez difficile de concilier l'égalité des sections avec les exigences pratiques ; on devra donc parfois admettre des vitesses dépassant en certains points les limites choisies a priori.

On remarquera que les lumières de la glace ne sont utilisées sur toute la hauteur que pour l'introduction la plus grande ; le mouvement angulaire donné par le régulateur fait qu'une partie de ces lumières est éclipsée d'une manière permanente pour toutes les introductions inférieures ; pour l'introduction nulle, qui n'offre pas d'intérêt, la réduction est la plus forte, et atteint plus d'un tiers dans l'exemple choisi. Il faut veiller à ce que la section reste néanmoins suffisante pour l'admission correspondant à la charge normale.

En allongeant la toile dans le sens des génératrices, on peut, si on conserve ^inclinaison des lumières, augmenter leur section sans modifier leur largeur ni leur ècartement ; on peut aussi, en diminuant Pangle qu'elles font avec les génératrices, leur laisser la même section; dans ce dernier cas, on diminue le déplacement h et en même temps l'effort à faire par le régulateur.

Ce type de distribution est employé pour des moteurs dont la vitesse de rotation est trop grande pour les systèmes à déclenchement (machines de laminoirs, etc.) {*).

86. — Systèmes dans lesquels on modifie le cercle des écarts relatifs. — On peut faire varier l'introduction tout en laissant constant le recouvrement des tasseaux par rapport au tiroir principal, et en agissant sur l'excentrique fictif des écarts relatifs ; dans certains systèmes, l'angle 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 l'excentrique de détente (Chap. IV); lorsqu'on emploie le régulateur ordinaire, ce résultat est obtenu d'une façon indirecte par une combinaison cinématique plus ou moins compliquée.

Premier genre. — A ce genre appartiennent les systèmes Geiss- 1er (*) (machines de J.-S. Pries, à Francfort), CoUmann (') et autres (*).

La quantité désignée par r^ dans l'exposé du système Meyer est constante ; elle peut être nulle (système Geissler), l'excentricité relative pour l'admission la plus petite est alors 0^^ (fig. 184 à 186) ; pour l'admission maximum, elle devient Oe^ ; les excentricités correspon-

(1). Voir Haeder — DU Dampfmaschinen (L. Schwann, Dusseldorf),

[2). Praktische M. C, 1S92, pi. 11.

3). Engineering, 1S92, 1«' sem., 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.)

Voir H, Dubbel, — Dampfmaschinen,

dantes pour l'excentrique de détente sont OEq, OE,. Les tasseaux découvrent par leur arête intérieure (n^ 84, 6<'),les lumières des canaux et des tasseaux sont multiples, ce qui diminue l'excentricité relative nécessaire, et permet d'obtenir les variations par un changement moins grand de l'excentrique de détente.

Fig. 184 à 186

Dans ces machines, la variation de Pexcentrique de détente est obtenue par un régulateur américain (*).

Deuxième genre, — 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. Guinotte (*), et que nous allons démontrer.

H). Voir une étude de C, Budil (Zeitschrift des V. D, I., 1892, p. 923).

(2). Etude générale de la détente variable, etc., par Lucien Guinotte, (Liège, Juhr-Henne, 1872) ; cette étude est une généralisation remarquable basée sur des propriétés cinématiques qui n'avaient pas été aperçues jusque là. M. Guinotte a appliqué un très grand nombre de dispositions tirées de sa théorie aux machines des charbonnages de Mariemont et Bascoup, surtout à des machines à changement de marche.

TIROIRS SUPERPOSES

Lorsque deux excentriques OE, OE' (fig. 187), commandent au moyen de bielles supposées très longues, et par Tintermédiaire d^une coulisse, 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 :

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