CHAPITRE V

GOUVERNAIL A VAPEUR DU Bélier. — 2' PARTIE.

Cylindre hydranllqne, règnluWnr de flexion da goiiTenuilI sona le ooiq> de mer.

§ 27. — Description du cylindre hydraulique, régulateur de flexion du f/ouvemail sous le coup de mer.

Cet appareil se compose (fig. 42) d'un cylindre A plein d'eau, dans lequel se meut un piston B muni de garnitures de cuir embouti ; il est destiné à soutenir la charge du gouvernail sans dépense de vapeur et à régler la flexion facultative sous les coups de mer.

La tige £ du piston B est fixée directement au bout de celle F du piston du grand servo-moleur au moyen d'une chappe fermée G dans laquelle est attachée la barre K au moyen de la bielle z; sur cette chappe G sont aussi flxéa les deux coulisseaux: H H guidant le mouvement rectiligne des tiges de pistons.

Les deux côtés du piston hydraulique B sont mis en communication avec la bofte de distribution d'eau au moyen des galeries cccc.

Dans la boîte de distribution D complètement fermée, se meut un. tiroir équilibré N N qui ouvre ou ferme les quatre orifices du cylindre à la fois. Ce tiroir N est mis

en mouvement par un doig-t intérieur O, manœuvré au moyen d'un levier vertical extérieur P; ce levier P est relié au moyen d'une bielle à une manivelle verticale Q, calée à l'extrémité d'un arbre portant un pignon denté *, lequel engrène avec une bielle crémaillère y dont l'extrémité est fixée au bout supérieur d'un petit balancier u ayant son centre d'oscillation V pris sur le bâti de l'appareil.

Le balancier u est d'ailleurs relié par son extrémité inférieure à la tig-e du piston du petit servo-moteur auxiliaire X dont nous avons parlé dans le chapitre IV, § 20-

Le tiroir N se trouve donc relié au petit servo-moteur par les intermédiaires que nous venons de décrire et dont nous allons faire connaître l'utilité.

Le cylindre A, les g-aleries c c et la boîte D étant pleins d'eau, il doit exister entre la marche du tiroir à vapeur du g-rand moteur T et celle du tiroir à eau N une relation permanente d'ouverture simultanée telle que le piston à vapeur et celui à eau, piarchant de concert, s'aident et se soutiennent mutuellement et en temps utile.

Examinons donc quelles doivent être dans ce but les positions successives et relatives du tiroir à vapeur T et de celui à eau N.

D'après ce que nous avons vu dans la première partie du g-ouvernail à vapeur on doit reconnaître que le tiroir T occupe cinq positions bien déterminées, correspondant aux cinq façons dont peut travailler son cylindre ; nous allons les résumer (fig. 43).

Première position en T (tracé plein).

Tiroir au stop indéterminé correspondant à la descente ou au recul du g-ouvernail, d'un bord ou de l'autre, vers

SKRVO-MOTEUR FARCOT.

barre-droite sous la pression de l'eau, ou aussi à la position barre-droite.

Pour permettre à la barre de descendre, c'est-à-dire au piston du cylindre à vapeur de revenir au milieu de sa. course, et pour que le piston hydraulique puisse le suivre, il faut qu'il y ait communication d'un côté à l'autre de ce piston, aGn que l'eau refoulée d'un côté aille remplir le vide laissé derrière le piston de l'autre côté. La position correspondante du tiroir hydraulique est celle du tracé plein N, c'est-à-dire oriflc^s ouverts' d'une certaine quantité.

Deuxième et troisième positions T' et T', (tracés ponctués).

Tiroir tenant la barre en équilibre, en un ang'le quelconque d'un bord ou de l'autre.

Le piston étant ainsi en équilibre, il faut, pour que le cylindre hydraulique maintienne la barre sous le coup de mer, tout en parant par flexion convenable aux chocs trop violents comme nous l'expliquerons plus loin, que le piston B soit emprisonné entre deux eaux; pour cela, la position correspondante du tiroir hydraulique N est celle du tracé ponctué N', c'est-à-dire les quatre orifices fermés.

Quatrième et cinquième positions en T" et T", (tracés ponctués).

Elles correspondent à la barre montant sous la pression de la vapeur, pour prendre l'ang-le d'inclinaison qu'on veut lui donner d'un bord ou de l'autre.

La vapwur ag-issant dans ces positions pour mouvoir la barre et le cylindre hydraulique ne devant pas s'y opposer^ mais au contraire offrir le moins de résistance

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possible, le tiroir N devra être ouvert en grand, comme l'indique le tracé ponctué N".

Ces positions relatives nécessaires des deux tiroirs sont réalisées, malgré les difticultés que ce problème présentait, par la transmission de mouvement qui relie ces tiroirs et que nous avons décrite plus haut. Ce résultat est surtout obtenu par Tefiet du mouvement égal et symétrique en dessus et en dessous de l'horizontale que le pignon denté s, de la crémaillère y, imprime à la bielle Q P, figure 43, manœuvant le tiroir hydraulique.

Kn effet, d'après ce que nous avons vu dans la première partie, pour les positions T T' T', T" T", du tiroir T, le piston du petit moteur (fig. 43) occupe les positions correspondantes J J' i\ 3"- J", et le balancier U conduit par lui occupe celles U U' \}', U" U",.

Or, ce balancier étant en U, supposons la crémaillère engrenant au milieu de sa longueur, et la manivelle calée sur l'arbre du pignon en Q ; soit aussi P o la position solidaire des leviers commandant le tiroir N; si l'on passe de U en U', la crémaillère y marchera dans la direction F, faisant tourner le pignon s, et par lui la manivelle Q dans la direction rjusqu'en Q'; le pointPsera ainsi amené en F et o en o', et le tiroir N en N', ce qu'il fallait effectuer.

Il en serait encore de même en passant de U en U', Q passerait en Q', position symétrique à celle Q' par rapport à Q et donnant la même position N' du tiroir N.

Donc le tiroir à vapeur T étant à ses deux stops T et T'„ trouvera toujours le tiroir hydraulique N en sa position correspondante N', ce qu'il fallait réaliser.

On montrerait de la même façon que T, passant en T" ou en T",, trouvera également le tiroir hydraulique N en N", position correspondante.

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Maintenant que l'on connaît bien la marche du cylindre hydraulique et de sa distribution, nous allons passer il la description de quelques accessoires, qui complètent son installation. Puis nous donnerons, dans le chapitre VI, la description de la transmission funiculaire, avant d'expliquer, dans le chapitre VII, toute l'utilité de ce cylindre; car quelques dispositions particulières de cette transmission contribuent à assurer, sans l'intervention du limonier, le bon fonctionnement du cylindre hydraulique, et il est nécessaire de les connaître pour bieti comprendre la marche relative de l'ensemble.

§ 28. — Soupape ^équilibre et de flexion.

Cette soupape est constituée dans le double but que voici :

i" Le tiroir à eau étant fermé après que la barre a été amenée en une position quelconque, pouvoir mettre en communication dans la mesure que l'on veut les deux côtés du piston hydraulique, quand la pression sur le g-ouvernail excédera une quantité déterminée à l'avance par le timonier, d'après l'état du temps, aGn de permettre au gouvernail de fléchir pour céder à la lame.

2' Permettre la communication entre les deux côtés du piston à eau, sans offrir aucune résistance, au moyen d'un déclenchement automatique dans le cas oît, par accident exceptionnel, nég^fig-ence ou inadvertance, le tiroir iiydraulique qui est équilibré viendrait à gripper étant fermé, ce qui empêcherait tout mouvement du piston à eau et, par suite, de la barre et pourrait, dans certains cas, donner lieu à des accidents graves.

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- 5/i - Description.

Cet appareil se compose (fîg. 44)de deux conduites A et B communiquant chacune avec un des cdtés du piston hydraulique, et venant former deux g-aleries concentriques, fermées en dessus par un chapeau c garni de cuir ou de toute autre matière, et qui fait joint sur ces deux galeries, comme un clapet sur son siège.

Ce chapeau c est muni d'une garniture latérale emboîtée, afin d'éviter toute fuite au dehors, quand il est levé et qu'il y a communication entre les deux galeries.

Ce chapwau c ou clapet est chargé d'une pression produite par un ressort F et qu'on règle à volonté au moyen d'un écrou M dont les filets sont à grand pas, ayant une inclinaison telle qu'une pression quelconque exercée dans le sens de l'axe de la vis sur cet écrou puisse vaincre les frottements qui s'opposent au glissement et ie faire marcher en tournant sur cette vis.

Par suite, pour éviter que cet écrou ne remonte sous la pression du ressort F et pour le maintenir en la position que l'on veut, il faut l'empêcher de tourner ; c'est ce que nous faisons au moyen du cliquet K, qui sert aussi à tendre le ressort F; il agit sur un rochet taillé dans la masse de l'écrou. Ce cliquet est mobile sur son axe d'oscillation o, et entraîné ainsi verticalement par l'écrou au moyen d'une touche P emboîtée dans la rainure qui surmonte le rochet.

On comprend facilement que, les choses étant ainsi disposées, ai, au moyen d'une broche ou d'une clef, on tourne l'écrou M, on le fera monter et descendre avec son cliquet K qui le maintiendra en la position où on l'aura laissé. On pourra donc donner au ressort la tension que l'on voudra et faire que le chapeau c ne se lève

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SKRVO-MQTEUR FARCOT.

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55 — pour mettre en communication les deux g^aleries A et B que sous des pressions 6xées à l'avance à la volonté du timonier et variant de à 30 atmosphères par exemple, dans le cylindre hydraulique.

On pourra disposer sur l'axe o une graduation indiquant la position exacte qu'il faut donner à l'écrou d'après l'état de la mer, comme l'indique la &g. 44.

Le chapeau c est relié au ressort F au moyen de deux tring-les D D et d'une traverse G. Dans l'axe de la vis principale E, et sur cette traverse se trouve une petite vis H servant à limiter la levée du chapeau C.

On comprend qu'avec cette soupape il n'y aura, le tiroir hydraulique étant fermé, communication des deux conduites A et B, et par conséquent mouvement du piston à eau ou de la barre, qu'autant que la pression de l'eau dans une de ces g^aleries se sera élevée assez pour équilibrer la tension du ressort F sur le chapeau c, et que, plus cette tension du ressort sera g-rande, plus il faudra que la pression dans le cylindre hydraulique s'élève pour pouvoir établir la communication.

Nous verrons plus loin d'une façon plus étendue, dans la théorie que nous donnerons, au chapitre'. VI, du fonctionnement relatif du cylindre hydraulique et de tout l'ensemble, l'utilité de cette soupape.

§ 29. — Cas hi/pothétique d'un grippement du tiroir hydraulique. — Déclenchement automatique. — L'appareil continuerait à fonctionner malgré ce grippement supposé.

Le tiroir à eau du cylindre hydraulique, étant un tiroir équilibré, doit pouvoir glisser avec le moins de jeu possible, entre les deux gl8u:es de sa botte ; d'autre part on pourrait craindre, p&r prévoyance extrême, que ce tiroir

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56 — ne vienne à gripper et, par suite, occasionner, si ]e bateau se trouvait alors fortuitement dans une passe difficile, des accidents fâcheux.

Ayant donc voulu donner à la manœuvre de notre appareil toute la sûreté possible, nous avons cherché ie moyen de prévenir cet accident hypothétique et à faire en sorte que l'appareil ne soit pas paralysé un seul instant, même par ce fait supposé.

Pour cela nous avons disposé la bieile à crémaillère qui commande ce tiroir (fig;. 45) en deux parties, l'une A servant de g^atne à l'autre partie B, et dans laquelle celle-ci peut coulisser ; ces deux parties sont liées entre elles au moyen d'un verrou H à plan incliné et à ressort, réglé de telle façon que, quand l'effort exercé par la tig^e B pour entraîner !a crémaillère A', et avec elle le tiroir, n'est plus en rapport avec la puissance que le petit servo-moteur peut développer sur cette tige B, c'est-à-dire quand la résistance du tiroir à eau devient anormale, le verrou se lève, et la tige B marche sans s'occuper de la crémaillère A, en glissant dans son étui.

Sur la tige B nous avons ensuite, dans un but que nous allons montrer tout à l'heure, adapté un crochet D, auquel est amarré une chaîne X passant sur une poulie de renvoi N fixée sur la crémaillère A', et allant s'attacher à la queue K du cliquet de la soupape d'équilibre.

Examinons quels étaient les dangers à courir dans le cas du grippement du tiroir à eau ; supposons-le grippant dans la position où les orifices sont fermés :

■ Il y aurait alors deux causes pour lesquelles, subitement, l'appareil moteur ne pouvant plus marcher, on rie pourrait plus gouverner le navire :

1° Le tiroir étant grippé, on réduirait à l'impuissance le petit servo-moleur, qui, ne pouvant plus marcher, paralyserait l'appareil.

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2° Ed suppotonl qu'alors on parvint à décrocher subitement le tiroir hydraulique pour laisser fonctionner le petit servo-moteur, le tiroir hydraulique ayant grippé dans sa position de fermeture, le piston à eau empêcherait tout mouvement de celui à vapeur et par conséquent de la barre.

Mws, au moyen des dispositions que nous venons de décrire, automatiquement et sans que le timonier s'en aperçoive, l'appareil lui-même remédie à ces deux inconvénients hypothétiques.

En effet, supposons le tirojr à eau §rrippé, c'est-à-dire adhérent à ses glaces au point de ne plus pouvoir bouger ; qu' arrive- t-il ?

La crémaillère A' opposant à la bielle B une résistance . trop grande, le verrou H se lève et permet à celle-ci de se mouvoir comme si le tiroir à eau n'existait pas; le petit moteur se trouve donc dégagé.

Puis la bielle B, marchant par rapport à la pièce A A', le crochet D s'éloigne et se rapproche alternativement de la poulie N devenue fixe; la dislance D N devient à un moment D' N, et la chatne tire alors sur la queue du cliquet K qu'elle déclenche. Ce .cjiquet étant déclenché, l'écrou M (voir 6g. ii) remonte instantanément sous la pression du ressort F, qui se détend complètement. Il s'ensuit que, le chapeau C n'étant plus chai^, la communication sous la moindre pression s'établira de la conduite B à celle A, et le piston à eau pourra se mouvoir de la même façon que si son tiroir était ouvert.

On voit donc bien qu'il n'y a plus aucun danger à craindre par le fait du grippement du tiroir à eau et que, si cela arrivait par un hasard exceptionnel, on s'en apercevrait à peine dans la marche de l'appareil ; cet incident n'occasionnerait aucun arrêt dans les manœuvres.

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■ On pourrait alors, tout en continuant à faire fonctionner le g:ouvernail, démonter la boîte à eau et réparer ce tiroir, sans qu'il en soit résulté le moindre inconvénient.