Dispositif pour obtenir des indications du

NOMBRE DE TOURS FAITS PAR LA ROULETTE. Cela posé ,

il ne nous reste plus qu’à indiquer comment le compteur permet de noter, sans arrêter le mouvement et sans regarder , le nombre de tours de la roulette.

L’arbre a de cette roulette (Fig. 5, PL 1) porte une vis sans fin b qui engrène avec un pignon c à axe vertical de 25 dents, et le pas de la vis étant égal à celui de l’engrenage , il passe une dent du pignon par tour de la roulette , ou le pignon fait un tour pour 25 tours de la roulette. L’arbre du pignon porte un autre pignon dàz io dents, qui conduit une roue e de 4o dents, laquelle ne fait, par conséquent, qu’un tour pour 4 tours du pignon , ou pour ioo tours de la roulette. Sur l’arbre de cette roue est un premier limbe f, en émail , divisé en i oo parties , dont chacune correspond par conséquent à un tour de la roulette. Le même arbre transmet par un pignon et une roue intermédiaire son mouvement à un second limbe g émaillé, divisé en ioo parties, qui fait i tour pour 5o tours du premier limbe ou par conséquent pour 5,ooo de la roulette et dont chaque division correspond à 5o tours de la roulette. Le premier limbe sert à compter les tours de la roulette et le second les centaines de tours.

Mais il faut avoir un moyen de marquer sur ces limbes le nombre de divisions qui ont passé dans un intei’valle donné. A cet effet un petit pont h, placé au-dessus des deux limbes, est percé de deux trous coniques, correspondants aux cercles divisés et dans la direction de la ligne des centres. Deux petits tire-lignes i et k traversent ces godets et sont ordinairement tenus à distance des limbes par un ressort qui les relève, mais peuvent être amenés au contact avec ces limbes par une pression ou un léger coup donné sur le bouton r. Les godets sont remplis d’encre grasse faite avec du noir d’ivoire et de l’huile d’horloger; et les tire-lignes, qui s’en chargent, en les traversant, marquent simultanément sur les limbes des points noirs, qui se correspondent et se trouvent dans le

prolongement de la ligne des centres. 11 suit de là qu’il ne peut jamais y avoir de confusion entre les points marqués sur les limbes, parce queceux qui l’ont étéaumème instant se retrouvent ensemble sous les styles. On peut donc multiplier les observations pendant une même expérience, et par exemple sur une route , marquer le nombre de tours de kilomètre en kilomètre ou de lieue en lieue.

Le compteur est renfermé dans une boîte qui le met à l’abri de la poussière et de la pluie et pour empêcher que les cahots ne fassent sauter l’instrument et n’interrompent le mouvement de la roulette, deux ressorts m placés sur les côtés pressent la boîte sur le plateau ou plutôt sont ajustés de manière à s’opposer à tout soulèvement. On peut à volonté relever le compteur et l’accrocher à l’arrêt n, lorsqu’une expérience est terminée ou n’est pas commencée.

Enfin, par une disposition de vis de rappel et de mouvement qu’il est superflu de détailler, on amène facilement la roulette au centre du plateau , lorsque le ressort est débandé.

23. Observation sur l’étendue de chemin que l’on peut parcourir avec cet appareil. — On conçoit d’ail-

leurs que moins le plateau fera de tours par tour de roue ou par seconde et plus le ressort sera roide , plus la roulette tournera lentement , et comme on est maître de faire varier ces rapports entre des limites très-étendues , on pourra toujours disposer les choses de manière que les 5,ooo tours de la roulette, correspondants à une révolution entière du second limbe , ne soient accomplis qu’au bout de plusieurs lieues ou de plusieurs heures.

Avec une lame de 6oo kilog. et cinq chevaux attelés à une diligence, pesant 5ooo kilog., on pourrait sur une route horizontale en bon état , observer la quantité

d’action développée par les chevaux pendant huit à dix lieues. Et comme le compteur ne marche que quand le ressort est tendu , on voit de suite que, si par une circonstance quelconque, les chevaux cessaient d’agir pendant un moment , l’appareil en tiendrait compte ; on peut donc arrêter pour laisser reposer les chevaux , et repartir quand on veut sans toucher à l’instrument.

24. Utilité de cet appareil pour estimer la quantité DE TRAVAIL DEVELOPPEE DANS UNE JOURNEE PAR

les moteurs animes. — On voit de suite combien cet appareil sera commode pour déterminer avec plus de précision qu’on ne l’a fait jusqu’ici la quantité d’action ou de travail développée par les moteurs animés employés au tirage des voitures, des charrues, dans les manèges, et par suite pour leur achat.

DYNAMOMÈTRES DE ROTATION, OU NOUVEAUX APPAREILS PROPRES A MESURER LA QUANTITÉ DE TRAVAIL TRANSMISE OU CONSOMMÉE PAR LES MACHINES PENDANT UN TEMPS PLUS OU MOINS LONG.

2;». Le frein dynamométrique de M. de Prony a été l’objet de critiques aussi dénuées de fondement que de convenance dans leur expression , et qui n’ont eu que le triste effet d’affliger, dans ses derniers jours, le vieillard vénérable à qui l’industrie devait cet utile instrument. Mais on doit reconnaître que cet appareil, si simple et si commode dans un grand nombre de cas, offre dans d’autres quelques inconvénients et ne peut même souvent être employé. Son usage exige, en effet, que la fabrication soit interrompue , afin que tout le travail du moteur, que l’on expérimente , soit absorbé par * le frein, et dès lors, quand il s’agit de mesurer la force

consommée par une ou plusieurs des machines en activité dans un atelier, cet instrument ne peut être d’aucun usage ; de même , lorsqu'un moteur faisant marcher dans diverses parties d’un bâtiment des machines différentes, on veut déterminer la quantité de travail livrée ou transmise à chaque atelier , il n’est pas possible de se servir pour cet usage du frein dynamométrique.

Ces circonstances se présentent souvent dans la pra- ‘ tique, et les ingénieurs sont journellement embarrassés pour apprécier la force nécessaire pour faire marcher les diverses machines de fabrication. Ils n’ont à ce sujet que des données quelquefois trop vagues, déduites d’observations indirectes, et de cette incertitude résultent souvent des erreurs préjudiciables à l’industrie.

D’un autre côté, dans les grandes villes, où il y a beaucoup d’usines , où la force des moteurs est louée en détail à des industriels, qui emploient des machines fort différentes, des contestations nombreuses s’élèvent sans cesse entre les locataires et les propriétaires, sur l’appréciation de la force consommée , sans que les tribunaux ni les experts qu’ils nomment puissent les résoudre d’une manière juste et certaine.

Il faut donc à l’industrie un instrument d’un usage commode qui, à l’aide d’opérations très-simples, permette selon les besoins de mesurer, pendant la fabrication et pendant un temps plus ou moins long, la quan- ‘ tité de travail consommée par une machine donnée ou transmise par un moteur. Il faut aussi qu’au besoin l’expérience puisse être prolongée pendant un temps fort long, sans que la présence des observateurs soit nécessaire, et néanmoins sans que les résultats puissent ‘ être altérés par la mauvaise foi.

Pour résoudre cette question , je me suis proposé de

construire deux dynamomètres de rotation basés sur le principe de ceux que j’avais employés, en 1 834 > à mes expériences sur le frottement des axes de rotation.

Le premier est destiné «à donner, pendant un nombre de révolutions qui peut s’élever de 1 5o à 45o et même plus, la quantité de travail ou l’effort moyen transmis par un moteur h une machine avec tontes ses variations; cet appareil devant fonctionner pendant que la machine travaille, et sans gêner aucunement la fabrication, et * pouvant être, au besoin, appliqué à une ou plusieurs machines et transporté de l’une à l’autre, sans exiger aucun changement.

A l’aide de cet instrument, un constructeur peut étudier et déterminer directement la quantité de travail nécessaire pour faire mni’chcr diverses machines de fabrication , soit ensemble, soit séparément.

Le second appareil est destiné à marcher pendant un temps fort long, et doit donner, après une journée, une semaine, une quinzaine, la quantité totale de travail transmise par le moteur ou consommée par une machine, de façon que les résultats indiqués par un compteur, renfermé dans une boîte à deux clefs, ne puissent être altérés.

Un semblable instrument, placé dans un atelier, indiquerait, à la fin de chaque semaine, la force qui aurait été réellement consommée parle locataire, et servirait *de base incontestable au règlement des loyers ; appliqué à une machine h vapeur pendant une quinzaine ou un mois, il montrerait , d’une manière irrécusable, quelle est la force de la machine et la quantité de ti'avail qu elle transmet par kilogramme de charbon brûlé, et peut-être alors, par ces expériences prolongées et à l’abri de toute fraude,

verrait-on modifier un peu les résultats merveilleux annoncés par quelques constructeurs. 11 est, en effet, nécessaire, pour cette dernière détermination , que l’expérience se prolonge longtemps, car la manière de conduire le feu, de préparer le foyer de la chaudière, ainsi que la durée des observations, ont une influence énorme sur les résultats.

La tare de ces instruments, ou la démonstration de * l’exactitude de leurs indications et de leur rapport avec le travail exécuté ou transmis par la machine, est, d’ailleurs, comme on le verra plus loin, tellement simple et facile à comprendre qu’elle n’exige aucune autre connaissance en mécanique que celles qui sont possédées par les chefs ouvriers ordinaires.

Les principes de la disposition et de la construction des dynamomètres , employés à mesurer des efforts développés dans le tirage des voitures ou le halage des bateaux, peuvent, avec quelques modifications fort simples , s’appliquer h la mesure des efforts ou des quantités de travail transmises à des axes de rotation, et servir h la solution de la question proposée.

Nous avons donné, dans une première notice sur les appareils dynamométriques, une description de celui qui a servi, en i834, pour les expériences sur le frottement des axes de rotation , mais il a reçu depuis des perfectionnements notables qui nous obligent à de nouveaux détails.

26 . Description du dynamomètre a styles. — Sur un arbre, posé sur deux supports en fonte, fixés à \ un plateau en bois, sont placées trois poulies de même diamètre : la i re A est fixe; la 3 e C, voisine de la i", est folle, et la a 9 B est mobile autour de l’arbre, entre des limites que nous indiquerons. (Planche III.)

Cet appareil étant interposé entre un arbre moteur et une machine dont on veut mesurer la résistance, la poulie folle reçoit la courroie de transmission de l’arbre moteur, et quand on fait passer cette courroie sur la poulie fixe l’arbre se met en mouvement et prend une vitesse qui dépend du rapport du diamètre de la poulie à celui du tambour de l’arbre moteur.

La 2* poulie reçoit une courroie qui doit transmettre le mouvement à la machine ou vaincre la résistance ; mais, comme elle est folle ou à frottement doux sur l’arbre, elle ne serait pas entraînée dans le mouvement communiqué à cet arbre par la poulie fixe, si un arrêt, composé comme nous le dirons plus tard et qui fait corps avec elle, n’était pressé par l’extrémité d’une lame de ressort, implantée dans l’arbre, suivant un de ses rayons. Cette lame, qui fait corps avec l’arbre, tournant avec lui, agit sur l’arrêt, fléchit, et quand sa résistance à la flexion est susceptible de vaincre celle que la machine oppose, le mouvement commence et se trouve ainsi transmis de l’arbre moteur à la machine en expérience par l’intermédiaire d’une lame de ressort, dont les flexions sont la mesure immédiate de la résistance à vaincre.

La poulie mobile se déplaçant d’une quantité proportionnelle à la flexion de la lame, il suffit de connaître l’angle qu’elle décrit pour en déduire la flexion de cette lame. A cet effet, un style, ajusté à l’aide d’une vis sur un des bi-as de la poulie, s’approche à volonté d’une bande de papier douée d’un mouvement propre, en rapport constant avec celui de la poulie ou de l’arbre, et y trace une courbe des flexions du ressort absolument de la même manière que dans les dynanomètres employés pour les voitures.

Un autre style, immobile par rapport au premier,

trace en même temps une ligne correspondante à une flexion nulle ou à la position qu’occupait le style mobile quand la poulie était au repos ou n’était sollicitée par aucun effort. Cette ligne du zéro se trouve vers le milieu de la largeur de la bande de papier, afin que le mouvement ou l’effort puisse être mesuré indifféremment dans un sens ou dans l’autre.

Ce style est monté sur une traverse particulière, qui peut, .à l’aide de vis de rappel, s’ajuster à la position convenable.

On a donc ainsi sur la bande de papier une courbe des flexions du ressort ou les efforts exercés.

Tel est l’ensemble de l’appareil; ajoutons-y quelques détails sur la disposition de quelques-unes de ses parties.

27. Des lames. — Les lames de ressorts employées ont la forme parabolique des solides d’égale résistance, afin d’obtenir, à résistance égale, des flexions doubles et, par conséquent, plus de sensibilité. Une de leurs extrémités, terminée, par une partie prismatique de même largeur et épaisseur pour toutes les forces, afin de faciliter les changements, s’engage dans une mortaise pratiquée sur le corps de l’arbre et y est retenue par uue vis de pression, de manière à faire corps avec lui. On peut, sur un même arbre, disposer ainsi plusieurs lames; mais deux suflisent pour les cas ordinaires , parce qu’on a la facilité de les changer et d’en placer de différentes forces, suivant l’intensité présumée de la résistance à mesurer.

L’autre extrémité des lames, celle qui est vers la circonférence de la poulie, traverse l’arrêt et transmet, par son point de contact, le mouvement de l’arbre à cette poulie. Pour éviter que le bras de levier de l’eflort transmis 11 e varie de quantités notables pendant la flexion

de la lame, et en même temps pour empêcher que, dans les variations de l'effort et de la vitesse, la lame cesse d’agir sur la poulie, l’arrêt est disposé aiusi qu’il suit.

28. Disposition de l’arrêt. — Sur une oreille, coulée avec la poulie, est fixée une plaque en fer portant deux montants à coulisses parallèles à l’axe, réunis au sommet par un chapeau. Dans les coulisses de ces deux montants et parallèlement à la surface de la lame, sont deux couteaux en acier à angles arrondis, qui peuvent, à l’aide de vis de rappel, se rapprocher des lames de chaque côté et qui s’en éloignent, quand on desserre ces vis, par l’action d’un ressort à boudin qui les retire. On approche ces deux couteaux de la surface des lames, assez près pour ne leur laisser que la liberté de glisser sans être serrées entre les deux couteaux. 11 résulte de là que, dans les variations d’effort ou de vitesse de l’arbre moteur ou de la résistance, la lame peut fléchir dans un sens ou dans l’autre et indiquer ainsi, sans temps perdu, toutes les variations de l’eflort exercé. De plus, l’action est transmise sans choc et graduellement.

29. Moyen d’empêcher les lames d’être forcées. — La flexion des lames ne pouvant dépasser certaines limites sans que leur élasticité soit altérée, il importe de la borner convenablement. A cet effet, la poulie mobile porte une saillie ou épaulement terminé par deux plans dirigés vers son centre et qui, lorsque cette poulie est eu place, se trouve engagé entre deux arrêts ou épaulements ménagés au corps de l’arbre et pareillement limités par deux plans dirigés au centre de cet arbre. L’angle compris entre ces deux plans est tel que la poulie peut se déplacer à droite ou à gauche d’une quantité correspondante à ^ de la longueur des lames, avant que

l’arrêt de la poulie les rencontre : ce qui suffit pour que l’élasticité des lames ne puisse jamais être altérée lors de la mise en train de la machine.

S’il arrivait que dans les variations de l’effort exercé l’arrêt de la poulie atteignît souvent les épnulements, ce dont on serait averti par l’inspection des flexions ou de la trace du style qui serait alors à la plus grande distance, ce serait un indice que les lames employées seraient trop faibles pour l’effort à mesurer, et alors il faudrait en mettre de plus roides.