POUVANT ÊTRE EXTRAITES

millim.

millim.

kilog.

kilog.

Câbles métalliques. — Les câbles métalliques rendent de grands services pour les transmissions et tractions à longues distances et pour les enlèvements à grandes profondeurs, qui exigeraient des câbles végétaux très pesants, de dimensions considérables et par conséquent d'une raideur excessive.

L'élément constitutif de ces câbles est le fil métallique, fer, acier ou

cuivre; plusieurs fils associés en hélice donnent un toron, et le misa g e

ou commettage de plusieurs torons associés en hélice constitue un câble.

Généralement, l'âme des torons et celle des câbles est un cordage en

chanvre, qui a pour effet d'augmenter la flexibilité de l'ensemble. La

figure 16 représente un câble de mine à six torons; chaque toron est formé d'une âme de chanvre recouverte d'une double enveloppe concentrique de fils métalliques.

Les longueurs de spires sont de huit à douze fois le diamètre des torons ou des câbles.

On comprend qu'il est impossible de composer des câbles avec des fils rectilignes accolés ; on n'arriverait jamais à les tendre également, de sorte que les uns travailleraient trop sous l'influence de la charge, ils se rom- Fi g . i6. praient; d'autres se rompraient à leur tour

successivement et le câble périrait en peu de temps. Le commettage en hélice, bien effectué, permet d'éviter cet inconvénient et de répartir convenablement la charge dans toute la section.

La commission des ardoisières d'Angers a créé en 1855 une carderie avec tréfilerie afin de fabriquer ses câbles elle-même et de mettre ses ouvriers à l'abri de toute chance de rupture des câbles d'extraction en employant un fer de qualité exceptionnelle, mis en œuvre avec une parfaite régularité.

La série de ses machines lui permet d'assembler, en torons de six fils et au-dessous, tous les numéros de fil métallique de m ,0001 à 0,01 de diamètre, et ensuite de composer des câbles de six torons et au-dessous pouvant atteindre jusqu'à m ,07 de diamètre; on donne aux torons, comme aux câbles fabriqués à couvert sans fausse torsion par longueur indéfinie, un commettage régulier, calculable suivant l'emploi des câbles, et impossible à réaliser par le câblage à la main ou par les machines ordinaires. De la sorte, on est parvenu à obtenir tous les degrés de souplesse joints aux plus grandes résistances que peut exiger l'emploi des câbles métalliques.

La stabilité des câbles plats a fait aussi l'objet des études de la commission des ardoisières. Quelque soit le procédé de couture adopté pour former un câble plat avec un certain nombre de câbles ronds ou aussifres, composés de fils métalliques ou autres, on produit sur toutes les aussières un raccourcissement inégal pour chacune d'elles, car il dépend de la position qu'elles occupent et des effets irréguliers de perforation de la couture.

« On ne peut, dit M. Larivière, gérant de la commission des ardoisières d'Angers, neutraliser d'une manière complète et sûre les effets . des raccourcissements irréguliers, cause la plus fréquente de l'instabilité des câbles plats, qu'en opérant leur couture sous une tension mesurée, continue et constante ou continue et variable à volonté, représentant pour le câble entier au moins le maximum de la charge qu'il sera appelé à supporter dans son service et pour chaque aussière isolément une charge correspondante. »

a C'est avec un procédé réalisant complètement les conditions énoncées ci-dessus que sont aujourd'hui cousus tous les câbles plats que fournit la compagnie. »

Les fils de fer dont on se sert sont nécessairement fabriqués avec un métal de choix qui ne se rompt que sous une charge de 55 à 70 kilogrammes par millimètre carré, et on adopte le coefficient de sécurité 1/10.

On emploie les fils de numéros moyens, dont les diamètres vont de 18 à 30 dixièmes de millimètre; les fils très fins offrent trop de prise à l'oxydation.

On admet qu'un câble en fil de fer peut porter pratiquement une charge égale à 1,000 fois son poids par mètre courant.

Les cordes rondes en chanvre blanc coûtent 1 fr. 45 le kilog.

— — goudronné 1 20 —

Les câbles plats ou ronds en aloès ou en chanvre goudronné 1 20 —

Les câbles en fils de fer 1 30 —

Les câbles métalliques exigent tout autant de surveillance que les câbles végétaux ; c'est un devoir strict pour un chef de chantier de les visiter fréquemment et de rejeter tous ceux qui présentent des traces d'altération.

Chaînes. — Les chaînes sont plus dangereuses que les câbles et exigent plus de soins encore ; le métal s'en altère à la longue et parfois les maillons emmêlés ont à supporter des chocs auxquels ils ne résistent pas.

Le maillon elliptique est à rejeter, comme trop sujet à déformation; le maillon étançonné ne se rencontre guère que dans les grosses chaînes de marine; le bon maillon ordinaire est formé de deux barres droites raccordées par des demi-cercles et soudées sur la partie droite.

On admet d'ordinaire que chaque côté du maillon doit être suffisant pour résister à la moitié de la charge totale P, travaillant à 6 kilogrammes par millimètre carré. Il en résulte, pour le diamètre du fer de la chaîne, exprimé en millimètres, la valeur :

: =Vr^'

sensiblement équivalente à

Ainsi une chaîne qui doit porter 10,000 kilogrammes, doit être faite avec un fer rond ayant 33 millimètres de diamètre.

C'est la règle qu'on admet dans la pratique; elle suppose que l'effort de cisaillement qui se transmet d'un maillon à l'autre s'exerce aussi sur deux sections du métal, ce qui n'est pas exact.

Mais il faut reconnaître que les chaînes sont nécessairement fabriquées avec un fer de bonne qualité et très résistant ; ainsi les chaînes ordinaires delà marine sont essayées à une traction de 14 kilogrammes par millimètre carré de la double section du fer.

La charge que peut porter une bonne chaîne s'obtient en mesurant en millimètres le diamètre du fer du maillon ; la charge, exprimée en kilogrammes, peut s'élever à neuf fois le carré de ce diamètre. Ainsi, une chaîne dont le maillon est fait avec un fer de 5 millimètres de diamètre, peut porter pratiquement 9 X 25 ou 225 kilogrammes.

Poulies simple» et composées. — La poulie A est un disque en bois ou en métal percé au centre d'un œil qui tourne à frottement

doux sur un axe, lequel est réuni à une chape qui embrasse le cylindre et est fixée à un point immobile, par exemple au sommet d'une grue : le disque est

Fig. 17.

Fig. 18.

entaillé sur son pourtour, et cette entaille est la gorge de la poulie sur laquelle s'enroulent les cordages.

Plusieurs poulies réunies sur un même axe et une même chape, prennent le nom de moufle B (de l'allemand muffel, manchon); et deux moufles réunies par un cordage qui passe alternativement d'une poulie d'une moufle à une poulie de l'autre constituent un palan.

L'inconvénient de la poulie à gorge lisse est que le cordage ou la chaîne ne peuvent être entraînés par cette poulie, lorsqu'elle est motrice,

que s'ils font plusieurs tours sur la gorge. Sans eela il n'y a point d'adhérence. Dans les appareils où cette adhérence est nécessaire, on a recours à la poulie à empreintes ou poulie Fowler, dont la gorge est remplacée par une série de cames à bascule. Ces cames forment une série de tenailles qui serrent le cordage d'autant plus énergiquement que la réaction qui tend à l'entraîner est plus forte. Gel appareil empêche donc tout glissement du cordage, même quand il n'embrasse qu'une partie de la circonférence de la poulie ; aussi rend-il en bien des cas de grands services. La poulie Fowler est employée pour la traction sur plans inclinés ; nous la retrouverons plus loin dans les palans à vis sans fin.

La poulie simple, c'est-à-dire fixée en un point déterminé, a pour objet unique de changer la direction d'un effort exercé sur un cordage ou sur une chatne. S'agit-il de soulever un poids attaché à une corde, l'ouvrier placé à un étage supérieur aurait peine à tirer la corde directement et travaillerait à tous égards dans de moins bonnes conditions que s'il agissait sur le cordage par une traction dirigée de haut en bas. La poulie permet cette utile transformation.

Hais ce n'est là pour elle qu'un rôle secondaire et les engins formés de plusieurs poulies ont une importance beaucoup plus considérable ; ils permettent de soulever un fardeau de poids quelconque et de multiplier, dans tel rapport que Ton veut, l'effort de traction exercé par un homme.

Gomme nous le savons, on ne peut demander à un homme, qui tire sur un cordage, par exemple pour soulever un mouton ou les seaux d'un puits, un effort continu supérieur à 15 kilogrammes; si les périodes de travail sont coupées de repos, l'effort peut être porté à 20 kilogrammes.

Get effort est bien limité ; on l'amplifie en ayant recours aux poulies mobiles et aux palans.

Avec la poulie mobile le fardeau est attaché au crochet de la chape ; le cordage est fixé à son extrémité en B et on le tire en A ; quand la main de l'homme a tiré une certaine longueur de cordage, la poulie et le fardeau se sont élevés d'une hauteur égale à la moitié de cette longueur. Le travail restant constant, on gagne en force ce que l'on perd en vitesse, c'est-à-dire que le fardeau soulevé peut être un poids double de l'effort exercé par l'homme qui tire, mais sa vitesse ascensionnelle n'est que la moitié de la vitesse de traction de la main.

Le palan permet de modifier les efforts dans une proportion quelconque; la figure 21 représente un palan formé de deux moufles à trois poulies; quand la corde de tirage se développe d'une certaine longueur, chaque brin qui va d'une moufle à l'autre se raccourcit d'un sixième de cette longueur et le fardeau monte d'autant; mais ce fardeau peut égaler par son poids six fois l'effort de traction exercé par le moteur. Avec un tel palan, un seul homme soulèvera d'une manière continue un fardeau de 90 à 120 kilogrammes. On fait des palans de toute puissance et ces appareils simples rendent les plus grands services. Un palan,

avec moufles à 3 poulies, pouvant porter 150, 500, 1,000, 3,000, 10,000 kilogrammes, coûte 44, 60, 80, 100, 150 francs , non comprisses cordages qu'il faut compter à 1 fr. 90 le kilogramme.

Nous parlerons plus loin des poulies différentielles qui doivent être assimilées à des treuils.

Dans les ateliers, le palan mobile est un appareil simple et précieux pour le bardage des grosses pièces. Les figures 22 et 23 représentent, d'après la notice publiée par M. Mathias, dans la Revue des chemins de fer, le palan mobile des ateliers de la compagnie du Nord. Un fer à double T est fixé aux entraits des fermes et encastré dans le mur longitudinal de l'atelier ; sur les ailettes inférieures de ce fer roulent deux petits galets dont les axes taraudés portent les œils d'une trier entreloisé, qui peut recevoir le crochet du palan.

On saisit ainsi les pièces des machines pesant moins de 500 kilogrammes et on les manœuvre à volonté.

L'ouvrier, travaillant à l'établi mural, se sert également de ce palan pour manipuler les pièces un peu lourdes.

5» Treuils. — Un treuil se compose essentiellement d'un cylindre mobile autour de son axe, et reposant par l'intermédiaire de deux tourillons sur un bâti solide ; à Taxe est fixée une manivelle. Presque toujours des engrenages sont interposés entre la manivelle et le cylindre du treuil, afin d'amplifier la force transmise.

Le principe mécanique du treuil peut se définir comme il suit : lorsque deux manivelles sont montées sur le même axe, et soumises l'une à un effort, l'autre à une résistance, il faut, pour qu'il y ait équilibre, que l'effort et la résistance soient dans le rapport inverse de leurs distances à l'axe, c'est-à-dire dans le rapport inverse des rayons de leurs manivelles.

D'après cela, si vous exercez un effort d'un kilogramme sur un rayon de 100 mètres, cet effort pourra vaincre une résistance de 100 kilogrammes sur un rayon de 1 mètre ; mais le chemin parcouru par cette résistance sera 100 fois moindre que le chemin parcouru par l'effort dans le même temps. Ce fait s'énonçait ainsi dans les anciens traités : « Ce qu'on gagne en force, on le perd en vitesse. »

Des deux côtés il y a quelque chose de constant, c'est le produit de l'effort ou de la résistance par le chemin respectivement parcouru, c'est le travail.

Le principe des engrenages est le môme que celui du treuil et le calcul en est aussi facile. Une manivelle de rayon R communique son mouvement à une petite roue dentée ou pignon, monté sur le même axe et de rayon (r); la force (/) qui s'exerce à la circonférence du pignon est à la force F exercée sur la manivelle, dans le rapport

R . . m R — ou bien a = F. -.

Le pignon agit à son tour sur une grande roue dentée de rayon R' à

la circonférence de laquelle il exerce nécessairement l'effort (/); sur le

môme axe que cette grande roue est monté un second pignon de rayon (;•'),

qui exerce à sa circonférence l'effort f = f—y = F. — . — r .

Ce second pignon peut activer à son tour une autre roue dentée sur Taxe de laquelle est monté un troisième pignon et ainsi de suite; de sorte que finalement l'effort transmis à la circonférence du dernier pignon, ou bien à la circonférence du cylindre du treuil sur Taxe duquel est fixée la dernière grande roue, est égal à l'effort primitif amplifié dans le rapport du produit des grands rayons R. R'. R"... au produit des petits r. r'. r". Supposez une manivelle et deux roues dentées de m ,50 de rayon, avec deux pignons et un cylindre de treuil de m ,05 de rayon, l'effort exercé par un homme sur la manivelle sera amplifié dans

le rapport "^gf = 10' = 1,000. *

Le treuil pourra donc soulever un poids 1,000 fois plus grand que l'ef-

fort exercé; mais aussi la vitesse de ce poids sera 1,000 fois plus petite que la vitesse du bouton de la manivelle.

Les notions précédentes font bien comprendre le jeu et la composition d'un treuil à engrenages; nous allons maintenant en donner la description pratique.

Roue à chevilles. — La figure 23, planche I, représente un treuil simple , c'est la roue de carrière des environs de Paris ; elle sert à l'extraction des pierres de taille. Un homme fait tourner la grande roue en marchant sans cesse sur les échelons dont elle est garnie à la circonférence, et le poids de l'homme peut vaincre une résistance égale à ce poids multiplié parle rapport du rayon de la roue au rayon du treuil. Soit un homme pesant 70 kilogrammes, une roue de 3 mètres de rayon et un treuil de m ,15, on pourra soulever à la limite, avec cet appareil, en ne tenant pas compte des frottements, un poids de

70xtt=70x20 = 1 ,400 kilogrammes.

Avec plusieurs hommes , on peut donc extraire des blocs de poids quelconque. Il est bon de munir cet appareil d'un frein automatique

Fig. 24.

qui fonctionnerait si, par une cause quelconque, les ouvriers venaient à être vaincus par le fardeau à soulever; à cet effet, un rochet, en connexion avec l'axe tournant, parcourt une roue dentée sans l'actionner tant que la rotation • est dans le sens voulu ; mais , si l'appareil est emporté en sens contraire , le rochet fait tourner sa roue dentée et celle-ci exerce une traction sur une corde qui agit sur le levier d'un frein puissant.

Les chevilles des roues de carrières sont espacées de m ,30 à m ,35; on les a parfois remplacées par des marches, que gravissaient à la fois une vingtaine de forçats. Nous avons vu l'application qui avait été faite autrefois de ce système à une drague du port de La Rochelle.

Treuils simples et composés. — Au lieu d'une grande roue montée sur Taxe du treuil, supposez une simple manivelle, et tous aurez l'appareil qui sert à monter les seaux d'un puits.

Ce treuil simple est assez répandu sur les chantiers ; le rayon du tambour est de œ ,10, celui de la manivelle œ ,40, l'effort moyen de 9 kilogrammes exercé par un homme sur la manivelle peut enlever un poids de 36 kilogrammes, et, avec quatre hommes aux manivelles on soulèvera 144 kilogrammes; la vitesse du bouton de la manivelle étant de m ,60, le fardeau s'élèvera de m ,15 par seconde, ou de 9 mètres par minute.

Mais on n'a plus guère recours maintenant au treuil simple ; le treuil à engrenages, ou treuil composé, se trouve partout et doit faire partie du matériel du moindre entre- . preneur. Nous donnerons plusieurs spécimens de cet engin :

La figure 25 donne à l'échelle de n, ,05 pour mètre, les dessins d'un treuil simple, porté par un bâti en fonte; l'arbre des manivelles porte un pignon qui fait mouvoir la roue dentée du tambour en bois de œ ,25 de diamètre ; la manivelle a 1 mètre de diamètre, le pignon m ,15 et la roue dentée m ,80. L'effort exercé sur la manivelle est donc amplifié 21 fois, c'est-àdire qu'un homme seul peut soulever un fardeau de 189 kilogrammes avec une vitesse de m fi3 environà la seconde, ou l m ,80 à la minute. Un frein, formé d'une lame d'acier entourant une poulie accolée à la grande roue dentée, peut être manœuvré instantanément avec un levier à pédale. Au-dessus de l'arbre des manivelles on voit un autre arbre en fer portant un double doigt d'encliquetageque l'on peut rabattre dans les encoches d'un rochet fixé sur

tt PROCÉDÉS ET MATÉRIAUX DE CONSTRUCTION

l'arbre des manivelles; quel que soit le sens de la rotation, on peut donc arrêter le fardeau en un point quelconque de sa course.

Les figures 1 et 2 planche Y représentent un treuil à tambour avec bâti en forme d'À, muni de l'embrayage -frein système Mégy que nous décrirons plus loin ; il est monté sur quatre roues et peut parcourir un pont de service. Ce treuil, à l'échelle 1/10, est d'une force de 2,000 kilogrammes. La vitesse d'ascension est de m ,05 par tour de manivelle, et la vitesse de descente au frein régulateur de m ,225 par seconde. Le poids de l'appareil est de 550 kilogrammes.

Dans les treuils ordinaires, on laisse descendre les fardeaux en dégageant le cliquet de la roue à rochet et en pesant plus ou moins sur le frein de manière à modérer la descente; si le cliquet est mal relevé et qu'il retombe, il en résulte un choc et une rupture à peu près certaine de l'appareil ; si la chute s'accélère et que le frein semble devenir impuissant, un ouvrier inexpérimenté s'imagine parfois d'abaisser le cliquet, et le choc qui en résulte brise l'appareil. C'est donc sur le fonctionnement du cliquet que l'on doit principalement porter son attention quand on manœuvre un treuil.

Les figures 1, 2, 3, planche II, représentent un grand treuil à engrenages employé au port de Cherbourg pour l'embarquement des blocs de rochers. Il est monté sur un bâti en fonte et garni de roulettes, de manière à se mouvoir sur un chemin de fer supporté par un appontement; les figures 24 et 25, planche J, montrent cet appontement et font suffisamment comprendre comment les caisses, pleines de pierres, sont amenées par un chemin de fer établi sur le quai, comment elles sont soulevées au-dessus de leur truc, et entraînées par le treuil, comment enfin elles se vident dans les navires.

Voici maintenant le détail du treuil : la manivelle (m) fait mouvoir un pignon (p) qui commande la roue dentée D, laquelle porte sur son axe le pignon //, qui commande la roue D', sur Taxe de laquelle est monté le tambour T du treuil ; sur ce tambour s'enroule la corde. Les dessins sont cotés, et il est facile de faire le calcul de l'effort que le treuil peut exercer ; mais pour faire ce calcul complet, il faut tenir compte des frottements ; il faut en outre calculer les diverses pièces et le bâti lui-même, de telle sorte qu'ils résistent sans déformations sensibles aux efforts qu'ils ont à supporter.

Aux pièces constitutives du treuil, il faut en ajouter deux autres qui sont indispensables pour la manœuvre: l'encliquetage et le frein. L'encliquetage est représenté en (n), tout près d'une manivelle; il a pour but d'empêcher tout mouvement rétrograde; tant que le poids monte, la roue à encoches va de droite à gauche et le doigt de l'encliquetage qui est fixé au bâti est soulevé par les saillies de la roue; mais que les ouvriers s'arrêtent, le poids tend à descendre, le doigt de l'encliquetage s'engage dans une encoche et y est fortement maintenu par la pression. Lorsque l'on veut laisser descendre le fardeau, on soulève le doigt et on le rejette de côté, puis on modère la descente en retenant les manivelles.

Le frein est un appareil de sûreté destiné à modérer la descente dans

tous les cas et à parer à une rupture possible de l'encliquetage. Il se compose d'une roue /*, sur laquelle s'applique un ruban d'acier; en position ordinaire, le ruban toucbe à peine la roue et il n'y a pas de frottement 5 mais lorsqu'il en est besoin, en agissant fortement avec les mains ou les pieds à l'extrémité du levier /, on applique sur la roue le ruban dont les deux extrémités sont attachées au levier près de son point fixe; il en résulte un frottement considérable, une résistance qui peut arrêter le mouvement de descente. Le frein est situé à côté de la seconde manivelle et à portée de l'ouvrier.

L'encliquetage et le frein doivent être montés sur l'arbre des manivelles et non pas sur l'arbre du tambour, parce que dans la première disposition leur effet de résistance s'augmente de la résistance due aux frottements des engrenages.

Fig. 26.

La figure 26 représente un treuil à engrenage simple ; c'est le treuil courant des chantiers ; il est muni d'un débrayage à fourchette, qui est très utile lorsqu'on se sert du treuil pour lever un mouton de sonnette ; le débrayage permet de laisser tomber le mouton quand on le veut; il est vrai qu'avec ce système le cordage entraîné dans la chute éprouve un coup de fouet qui l'use rapidement. Lorsque le débrayage est inutile, il est bon de l'enrayer d'une manière fixe pour éviter les accidents.

La figure 27 représente un treuil à engrenage double, muni de deux fourchettes de débrayage, ce qui permet de faire jouer à volonté l'engrenage simple ou l'engrenage double suivant le poids du fardeau à soulever. Ce dispositif est chose essentielle, car la vitesse ascensionnelle de

l'appareil à engrenage double est très réduite et l'on serait exposé |à perdre beaucoup de temps s'il fallait faire fonctionner l'engrenage double même pour des poids réduits.

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Fig. 28.

Un" treuil ordinaire à engrenage simple, de la force de 100, 200 ou 4000 kilogrammes, coûte 95, 120 ou 200 francs ; un treuil sans engrenages, de la force'de 50 kilogrammes, coûte 75 francs.

Un treuil à double engrenage, à frein et à deux vitesses, d'une force de 1,000, 2,500 4,000 ou 5,000 kilogrammes, coûte i65, 300, 485 ou 675 francs, et pèse 255, 435, 660 ou 840 kilogrammes.

On fait des treuils d applique, montés sur une plaque verticale en fonte qui se boulonnent sur un pilier ou sur un mur; ils sont, comme les autres, munis d'un frein, d'un encliquetage et d'un débrayage. Il faut évidemment vérifier avec grand soin la solidité de l'attacbe puisque la charge agit en porte-à-faux. Un appareil de ce genre, de 100, 200 ou 500 kilogrammes de force coûte 80, 110 ou 150 francs.

11 y a presque toujours avantage à adopter pour les treuils des tambours à trois joues, dont une joue médiane, afin de leur faire porter deux câbles dont l'un s'enroule pendant que l'autre se déroule; d'où économie et rapidité dans le fonctionnement.

Treuil À, noix, avec embrayage-frein et régulateur automatique. — Dans le treuil à'noix le cordage ou le câble de traction est remplacé par une chaîne (fig. 13, PI. IV), mais cette chaîne ne s'enroule pas sur un tambour cylindrique, elle est tirée par une noix m calée sur l'arbre k du treuil ; cette noix est une sorte d'étoile à quatre pointes, les pointes pénètrent dans les maillons de la chaîne de deux en deux et le maillon intermédiaire s'applique par la tranche dans la concavité que présente la noix entre deux pointes consécutives ; une gorge en fonte n sert de guide à la chaîne, par cette disposition la chaîne ne fait qu'un demi-tour sur l'arbre du treuil, elle est toujours bien tendue et n'est pas exposée aux chocs provenant de l'emmêlement des maillons ; de plus, et c'est là l'avantage du système, la traction est constante et s'exerce toujours dans le même plan, ce qui ne peut arriver lorsqu'une chaîne ou un cordage fait plusieurs tours sur un tambour.

Au treuil à noix s'ajoutent d'habitude, dans les appareils perfectionnés, V embrayage- [rein et le régulateur automatique du système Mégy, Echeverria et Bazan.

« V embrayage- frein a pour but de transmettre à une poulie l'effort exercé sur un arbre, dérégler à volonté l'action à transmettre, et au besoin de l'annuler complètement, même pendant la marche.

Voici comment ces résultats sont obtenus:

La poulie tourne folle sur l'arbre ; dans la poulie est logé un ressort qui pèse sur la paroi intérieure de la jante par sa force d'expansion. Ce ressort reçoit le mouvement de l'arbre moteur et entraîne la poulie par son adhérence. Un mécanisme spécial permet de rapprocher à volonté les deux extrémités du ressort et par suite de diminuer ou d'annuler complètement cette adhérence ; on peut ainsi régler la force transmise à la poulie ou même laisser cette poulie entièrement libre. 11 est clair que si la résistance à vaincre est supérieure à l'adhérence due à l'élasticité du ressort, la poulie glisse sans qu'il puisse se produire de rupture.

Une bande de cuir fixée extérieurement sur le ressort, assure un frottement très régulier et empêche l'usure et le grippement de l'acier sur la fonte.

Lorsque la relation entre l'arbre et la poulie est renversée, c'est-à-

dire que l'arbre est maintenu immobile et la poulie mise en mouvement par un effort extérieur, on peut régler ce mouvementé volonté en faisant varier, comme précédemment, la pression du ressort, lequel sert alors de frein.

L'appareil constitue donc à la fois un embrayage et un frein, avec ce double avantage : que l'embrayage limite l'effort à transmettre à un maximum en rapport avec la solidité des pièces et que, si Faction du frein vient à cesser, la pression se rétablit et les pièces s'arrêtent immobiles, contrairement à ce qui a lieu avec les freins ordinaires.

Le mouvement de l'arbre moteur est transmis au ressort par un taquet fixé à l'intérieur du ressort et une came calée sur l'arbre. La position de ce taquet n'est pas indifférente. Lorsqu'il est fixé à l'extrémité postérieure du ressort considérée dans le sens du mouvement, la résistance au glissement est sensiblement égale à la pression du ressort multipliée par un coefficient de frottement qui serait avec la garniture extérieure en cuir d'environ 0,20 ; mais cette résistance augmente à mesure que la butée se rapproche de l'autre extrémité ; elle est d'autant plus grande que la longueur d'arc embrassée par la surface poussée est elle-même plus considérable. Lorsque l'appareil sert à la fois d'embrayage et de frein, comme dans le treuil représenté sur la planche IV, on place le taquet au milieu du ressort, afin d'obtenir une résistance égale dans les deux sens du mouvement.

Le frein régulateur automatique est un appareil basé, comme le précédent, sur l'élasticité d'un ressort logé dans une poulie ou un tambour; mais cette propriété est utilisée d'une façon inverse; au lieu d'un ressort d'expansion, on emploie un ressort de concentration qui nécessite pour s'ouvrir et adhérer à l'intérieur de la poulie une pression intérieure; cette pression est obtenue automatiquement : c'est la force centrifuge de masses en fonte mises en mouvement par la poulie même dont il faut limiter la vitesse.

La résistance du ressort et le poids des masses sont réglés de façon que, si la vitesse de la poulie dépasse la limite déterminée, les masses s'écartent, le ressort s'ouvre et fait naître sur la paroi intérieure de la couronne un frottement de glissement proportionnel à la pression; mais comme l'arbre dont ce ressort est solidaire le maintient immobile, le mouvement de la poulie se trouve ramené au régime convenable. »

Description de Vembrayaqe- frein et du régulateur de vitesse. — Les figures 1,2, 3, planche IV, représentent l'embrayage frein, du système Mégy, tel qu'il est construit par MM. Sautter, Lemonnier et G 1 *.

A, arbre des manivelles ;

B, bâti du treuil ;

C, douille de manœuvre double enmanchée à carré sur l'arbre A et par conséquent solidaire de cet arbre ;

/>, manchon d'entraînement à l'intérieur duquel tournent librement l'arbre A et la douille G ;

£, couronne venue de fonte sur le manchon D;

F, boîte, ou cylindre creux, renfermant l'embrayage-frein ; cette boîte est folle sur le manchon d'entraînement D et son prolongement N porte soit la noix motrice du treuil, soit, ce qui est plus fréquent, un pignon qui actionne une roue dentée montée sur l'arbre spécial de la noix ;

/7, roue à rochet calée sur le manchon D ;

7, cliquet de butée de cette roue ;

X, plateau de fermeture de la boîte de frein F, fixé à celle-ci par des vis et, comme elle, tournant librement autour du manchon d'entraînement ;

M, mentonnet fixé au plateau L ;

0, chaînette destinée à rapprocher les extrémités du ressort R et à modifier ou même supprimer complètement l'effort d'expansion exercé par ce ressort contre la paroi intérieure du cylindre F; cette chaînette est fixée d'un bout à la douille G et de l'autre bout à une extrémité du ressort R, elle passe sur deux petits galets fixés chacun vers une extrémité du ressort;

P, taquet d'entraînement rivé sur le ressort R ;

Jt y ressort d'entraînement circulaire, en acier, garni de cuir à l'extérieur ;

r, ressort régulateur de vitesse, logé dans le cylindre E et garni également de cuir ;

5, secteurs en plomb ou en fonte entourés parle ressort r; lorsque la vitesse de rotation augmente au delà d'une certaine limite, la force centrifuge oblige ces secteurs à s'écarter et à ouvrir le ressort qui presse alors contre la paroi interne du manchon E et forme ainsi un frein régulateur.

Cette description permet de comprendre le fonctionnement de l'appareil.

Pour soulever une charge suspendue à la chaîne de la noix, on agit sur les manivelles de manière à faire tourner l'arbre A dans le sens indiqué par le mot montée; la chaînette étant relâchée, le ressort d'embrayage s'applique avec toute sa force contre la couronne F et détermine la solidarité entre cette couronne et le manchon D qui entraîne le taquet P; la charge est donc soulevée, entant du moins qu'elle ne dépasse pas la limite qui correspond à l'adhérence du ressort.

La charge une fois soulevée, si Ton veut la laisser retomber, on imprime à l'arbre de la manivelle un effort en sens contraire, indiqué par le mot descente. La douille de manœuvre C tire sur la chaînette qui rapproche les deux branches du ressort R ; l'adhérence entre ce ressort et la poulie F est atténuée plus ou moins ou supprimée ; la poulie F est débrayée; devenue libre et sollicitée par la charge, elle se met à tourner tandis que le manchon d'entraînement retenu par le cliquet I et la roue à rochet H reste immobile.

Mais, si la vitesse de chute du fardeau s'accélère trop et dépasse une

certaine limite, le frein régulateur entre en jeu et vient agir plus ou moins, par son frottement, à l'extérieur du manchon E solidaire de la poulie F. Le frein régulateur fonctionne donc automatiquement.

Il faut, pendant toute la chute du fardeau, non pas détourner la manivelle, mais exercer sur elle un effort dans le sens descente; si on l'abandonnait, le ressort R, n'étant plus maintenu par la chaînette, se détendrait et embrayerait à nouveau la poulie F et le manchon d'entraînement ; comme celui-ci est retenu par la roue à rochet et le cliquet, le mouvement s'arrêterait.

C'est, du reste, ce qui arrive quand on abandonne la manivelle pendant le mouvement de montée, la charge reste suspendue et le mouvement s'arrête.

On voit combien ce treuil spécial est docile et facile à manœuvrer.

Le bruit du cliquet sur la roue à rochet est désagréable et peut devenir gênant dans certaines'industries ; on le supprime en ayant recours au cliquet dormant (fig. 4 et 5, PL IV). Sur le manchon d'entraînement, à la place de la roue à rochet, est calé le disque en fonte découpé B ; il est entouré par un ressort G muni de deux taquets D ; et ce ressort tend à s'appliquer sur les parois de la boîte E, fixée par les oreilles F au bâti du treuil. Lorsque l'arbre A tourne à la montée, le disque B agit sur le taquet D et ferme le ressort, qui tourne alors librement dans la boite ; le cliquet ne fonctionne pas. Si la manivelle s'arrête ou tend à tourner en sens contraire, le ressort est tendu, appliqué à l'intérieur de la boite cylindrique, et celle-ci fonctionne comme encliquetage.

Treuil applique. — Les figures 6 et 7, planche IV, représentent le plus simple des treuils du système que nous venons de décrire; c'est un treuil applique de 150 kilogrammes de force, donnant une vitesse de montée de O m ,485 par tour de manivelle et une vitesse de descente au régulateur de m ,90 par seconde. Ce treuil pèse 58 kilogrammes et exige pour la chaîne un fer de 7 millimètres de diamètre ; la chaîne pèse 4 k ,40 le mètre courant. Tous les organes sont réunis sur le même arbre. Prix : 190 francs.

Treuil vwtical de 500 kilogrammes de force. — Ce second appareil est plus complexe que le précédent; il y a deux arbres; la poulie-frein F actionne un pignon N, qui agit sur une roue dentée portée par l'arbre de la noix; on aperçoit en E l'extérieur du manchon régulateur automatique. La vitesse d'ascension du fardeau est de m ,047 par tour de manivelle, et la vitesse de descente au régulateur m ,30 par seconde. Le poids de ce treuil est de 86 kilogrammes et le fer de sa chaîne a un diamètre de 8 millimètres 4/2; elle pèse l k ,60 le mètre courant. Cet appareil peut être utilisé comme treuil de pont roulant et est alors disposé comme on le voit sur la figure 10. Prix: 320 francs (fig. 8 et 9, PI. IV).

Treuil vertical de 3,000 kilogrammes à deux vitesses. — Les figures 14 et 12, planche IV, représentent un treuil vertical de 3,000 kilog. à deux vitesses. Cet appareil comporte quatre arbres; l'arbre de la noix avec sa

roue dentée qu'actionne le pignon N, l'arbre de la poulie-frein F, l'arbre intermédiaire X, et l'arbre moteur U avec ses manivelles. L'arbre des manivelles porte deux pignons, un grand et un petit, y et y', qui permettent de faire marcher à volonté le treuil à des vitesses différentes. L'arbre intermédiaire X porte trois pignons, deux z et zf sont mobiles et d'inégal diamètre et engrènent avec y y' ; le troisième, en dehors du palier de droite de l'arbre, actionne la roue T de l'arbre de la pouliefrein. I et H sont le cliquet et la roue à rochet de cet arbre. La manœuvre de l'embrayage-frein ne se fait plus par la manivelle même comme précédemment, mais par le volant V, calé sur l'arbre de la poulie F ; pendant le mouvement de montée, on n'agit pas sur le volant Y ; pour produire la descente et agir sur le ressort, on exerce au contraire un effort sur le volant, en sens contraire de la rotation des manivelles ; la chaînette est desserrée et le ressort n'embraye plus.

Cet appareil donne des vitesses à la montée de m ,03 ou m ,062 par tour de manivelle ; la vitesse à la descente au frein régulateur est de O"^ par seconde, le poids du treuil est de 545 kilogrammes ; il faut une chaîne avec un fer de 21 millimètres de diamètre, et cette chaîne pèse 9*,20 le mètre courant. Prix : 1,300 francs.

Les chaînes sont en général munies d'un contrepoids sphérique près du crochet ; ce contrepoids est nécessaire pour produire le déroulement de la chaîne sur les treuils à régulateur lorsqu'on descend à vide.

Les treuils peuvent actionner des chaînes mouflées au lieu de chaînes simples, ce qui permet de soulever de grands fardeaux avec une faible puissance. On monte aussi ces treuils sur des bâtis en bois, ou sous la forme de treuils à tambours avec bâtis en A.

Les appareils que nous venons de décrire sont très ingénieux, très simples et très rapides; mais ils sont évidemment plus délicats que des treuils à engrenages, plus difficiles à réparer et exigent des soins plus assidus. Ils offrent cette supériorité que la charge est automatiquement limitée, tandis qu'avec les treuils ordinaires on peut chercher à soulever des poids dangereux pour les organes de l'appareil.

Entretien de ces treuils. — Dans les treuils à noix, il faut maintenir la chaîne toujours tendue sur le treuil afin que les mailles se dirigent bien d'elles-mêmes dans les empreintes de la noix ; une maille qui s'y introduit mal peut se rompre ou rompre la noix ou le guide-chaîne.

Si l'on a laissé accumuler une partie de chaîne molle sur le treuil (ce qui peut avoir lieu quand on continue à tourner la manivelle alors que le fardeau repose sur un plancher), on doit, pour éviter un accident possible, remonter lentement en guidant les mailles à la main jusqu'à ce que la chaîne soit de nouveau tendue.

Graissage de la chaîne» — Graisser la chaîne pour éviter dans les extrémités intérieures des mailles une usure qui, en allongeant le pas de la chaîne, nuirait à une bonne marche et obligerait à la remplacer»

On y procède ordinairement en laissant tomber goutte à goutte de

Thuile sur les mailles pendant la marche, sauf à y mélanger un tiers de pétrole lorsqu'au boul d'un certain temps cette chaîne se recouvre d'huile figée.

Dans un atelier poussiéreux, ce procédé de graissage devient insuffisant parce que les mailles se garnissent d'une couche pâteuse qui finit par s'opposer à l'introduction de l'huile sur les parties en contact ; dans ce cas, démontez la chaîne, passez-la sur un feu de bois léger pour brûler le cambouis sans rougir le fer, puis graissez soigneusement à l'huile en l'appliquant même à l'aide d'un vieux pinceau à l'intérieur des mailles. Renouvelez ce graissage chaque fois que les parties en contact ne pourront être lubréfiées en marche.

Graissage du treuil. — Remplir de graisse chaque semaine le petit godet à vis placé sur le côté de la boîte de frein; à défaut dégraisse, employez exceptionnellement de l'huile de bonne qualité, mais en fort petite quantité (trois ou quatre gouttes pai jour), pour qu'elle ne puisse pénétrer dans la boîte et y former un cambouis nuisible. Sans cette précaution on serait exposé à avoir des broutements intérieurs du frein qui se traduiraient par une descente saccadée du fardeau et, par suite, à faire de fréquents nettoyages.

Les autres tourillons doivent être graissés en y versant de l'huile. Evitez toujours d'en mettre en excès. Bouchez les trous graisseurs au moyen de petites chevilles en bois pour les préserver de la poussière.

Nettoyage. — Lorsqu'on suit les prescriptions ci-dessus relatées pour le graissage, le bon fonctionnement est assuré pendant un temps presque illimité; dans le cas contraire, ou bien encore lorsque le treuil est resté en repos pendant plusieurs mois consécutifs, il faut en nettoyer V intérieur.

Ouverture de la boîte. — Pour ouvrir la boîte, après l'avoir enlevée des paliers du bâtis, démontez les vis qui fixent le plateau ; puis en tenant ladite boîte dans un étau, desserrez le frein au moyen du carré de la manivelle et retirez-le. Essuyez bien la graisse ou V huile qui s'y trouve ; nettoyez les cuirs en limant à l'aide d'une râpe toutes les parties noircies par le cambouis. Et enfin, profitez de ce démontage pour graisser au suif fondu la chaînette Galle du ressort et les axes des galets.

Treuils à double noix et A parachute. — Avant de recourir à la noix et à la chaîne à maillons, on se servit de la chaîne Galle tirée par une roue dentée, mais la chaîne Galle donne lieu à plus de frottements et s'infléchit moins bien que la chaîne à maillons. L'emploi de la noix constitue donc un progrès qui paraît avoir été réalisé tout d'abord dans les treuils Bernier.

Les treuils Bernier comprennent aujourd'hui une double noix, l'une motrice de la chaîne et l'autre conductrice, plus un guide-tendeur et un parachute automatique de sûreté. Ils sont à deux vitesses, Tune double de.l'autre, et ont reçu de très nombreuses applications dans les

constructions de Paris; ils offrent, en effet, pour la sécurité en cas de rupture, des garanties assez sérieuses dont il ne faudrait cependant pas s'exagérer la portée.

La noix conductrice est placée sur un arbre qui, par une roue dentée, reçoit son mouvement d'une roue dentée égale montée sur l'arbre de la noix motrice ; les deux noix tournent donc avec la même vitesse; la noix conductrice entraîne la chaîne au fur et à mesure de sa sortie de la noix motrice, et oblige les maillons à s'appliquer sur celle-ci.

A hxxwl mxnm

Fig. 29.

L'application de la chaîne sur la noix conductrice est assurée paT le guide tendeur de sûreté; la chaîne, à sa sortie de la noix, passe sur une poulie de renvoi dont la chape porte un boulet, l'extrémité libre 4e la chaîne étant accrochée à celle qui porte le fardeau, à l m ,50 environ au-dessus de ce fardeau; il en résulte une tension constante qui empêche tout enchevêtrement.

Le parachute automatique, destiné à saisir la chaîne et à arrêter le

mouvement en cas de rupture d'une pièce du mécanisme, se compose de deux cliquets en bon fer forgé, dont les empreintes correspondent exactement à la forme des maillons de la chaîne, et qui viennent constamment s'intercaler entre deux maillons à leur passage dans le parachute. Ces cliquets sont disposés de telle sorte qu'ils empêchent tout mouvement rétrograde du fardeau pendant son ascension sans nuire à son mouvement de progression.

Quand on opère la descente du fardeau, on relève le cliquet de la roue à rochet et on agit sur le frein pour modérer la vitesse de chute; le levier du frein porte deux autres petits leviers qui relèvent les cliquets du parachute et en suspendent l'effet. Si une pièce vient à casser, l'abandon du levier de frein suffit à remettre les cliquets en prise avec la chaîne et à l'arrêter.

La figure 29 donne une vue d'ensemble du treuil Bernier, monté sur un bâli en fonte fixé à un poteau en bois :

A noix motrice ; — B noix conductrice ; — G C'cliquets du parachute ; — D levier du frein et du parachute; — F' F* pignons solidaires des deux noix ; — G main d'embrayage; — H pignon de grande vitesse; — K pignon de petite vitesse; — L levier de grande vitesse; — M cliquet du rochet avec son valet qui tient le cliquet dégagé quand on se sert du frein.

Dans les chantiers de construction, ces treuils sont montés, soit sur une chèvre ordinaire de charpentier, soit sur une sapine, soit sur un chariot roulant.

La sapine en charpente, un peu plus haute que l'édifice à construire, est placée à côté de lui; à la partie inférieure, elle porte deux traverses sur lesquelles on boulonne le treuil, dont la chaîne est renvoyée sur une poulie à chape établie à la partie supérieure de la sapine; la chaîne ne s'accumule pas au pied du treuil, mais s'attache, comme nous r avons dit, à son autre extrémité qui porte le fardeau.

Pour élever les tours du Trocadéro, on s'est servi d'un treuil à une noix.

« La chaîne enveloppe la demi-circonférence de la noix, et ses deux extrémités sont renvoyées sur des poulies placées à la hauteur de fc5 mètres, mesurés du niveau du sol sur lequel repose le treuil.

« Par suite de cette disposition, pendant qu'une charge monte, l'autre extrémité de la chaîne descend et se trouve prête à recevoir un fardeau au moment de l'arrivée à destination de la charge suspendue à l'autre extrémité de la chaîne. Pour obliger la chaîne arrivée dans le haut et débarrassée de son fardeau à redescendre au lieu de s'échapper de la poulie par l'effet .du surcroît de poids de la chaîne comprise entre la poulie et le treuil, les deux extrémités de la chaîne sont reliées par les extrémités d'une autre chaîne qui descend jusqu'au sol et passe à cet endroit sous des poulies qui en maintiennent la tension.

« Par ce mode d'assemblage des chaînes, l'effort du treuil qui élève le fardeau détermine également l'entraînement de la chaîne de liaison, qui, à son tour, oblige l'extrémité de la chaîne arrivée dans le haut à redescendre par le fait même de l'ascension de l'autre extrémité. Ces

deux installations ont fonctionné régulièrement pendant la durée des travaux du Trocadéro et ont donné les meilleurs résultats. »

Nous reconnaissons le mérite des treuils que nous venons de décrire; on les trouvera parfois un peu compliqués pour des chantiers courants. Le parachute ne prévient pas les accidents dus à une rupture de chaîne, et il ne doit pas inspirer une sécurité trompeuse; le chef de chantier n'en doit pas moins surveiller et entretenir avec la plus grande attention ses chaînes et ses appareils.

En cas de rupture, il faut toujours compter avec les chocs qui rendent impuissants les appareils de sûreté. Un corps qui tombe de m ,05 prend une vitesse de 1 mètre, et, s'il pèse 1,000 kilogrammes, il prend dans sa chute une force vive de 1,000 kilogrammôtres, qui ne peut pas toujours être annulée par la déformation élastique du parachute, et qui souvent brise les encliquetages des treuils ordinaires.

11 ne faut donc pas trop compter sur le parachute; nous n'entendons pas' dire cependant qu'il faille le rejeter, car n'éviterait-il qu'un seul accident qu'il serait encore utile. Toutefois, le meilleur appareil de sûreté est la surveillance attentive des appareils de levage.

Treuils & vapeur. — Il était naturel de substituer la force de la vapeur à la force musculaire de l'homme pour la manœuvre des treuils d'une certaine puissance; cette substitution doit naturellement se traduire par une économie de temps et d'argent, surtout dans les opérations importantes ou de longue haleine, capables de supporter l'amortissement d'une dépense première parfois considérable.

La combinaison la plus simple pour transformer un treuil à manivelle en treuil à vapeur, est d'enlever les manivelles et de monter sur leur arbre une poulie motrice actionnée par la courroie d'une locomobile. Nous avons vu des applications de ce système au battage des pieux. Un système de débrayage permet l'arrêt et la mise en marche. Avec une seconde courroie croisée, on peut renverser la marche.

L'inconvénient de ce système est qu'il tient beaucoup de place et que la locomotive tourne à vide pendant la descente du fardeau ou de la chaîne.

Aussi est-il préférable, lorsque l'on fait une installation de toutes pièces et qu'on n'a pas une locomobile à utiliser, de se servir d'un treuil portant lui-même sa machine à vapeur, alimentée par une chaudière portative, une chaudière verticale tubuiaire, par exemple.

La figure 5, planche V, représente le treuil Lacour, qui fonctionne d'après ce système, et qui a reçu déjà de nombreuses applications pour traction sur plans inclinés, ponts roulants, battage de pilotis, etc.

La vapeur arrive par la tubulure A dans le tiroir du cylindre B; la tige du piston actionne l'arbre moteur par un système G de bielle et manivelle. On voit en D le levier d'embrayage et en E le levier de changement de marche. Un frein est monté sur l'arbre du tambour. F est un arbre, indépendant aux extrémités duquel on peut adapter deux manivelles qui fonctionnent lorsqu'on ne marche pas à la vapeur. Ce treuil est simple et facile à installer et à conduire, son prix est de 1,100 francs ;

pour lui faire monter à l'heure un poids de 20 tonnes à 20 mètres de hauteur, il faut lui adjoindre une petite chaudière tubulaire de 4,200 à 1,500 francs.

Le cylindre unique, rejeté sur un des côtés de l'arbre moteur, a l'inconvénient d'exercer sur cet arbre un effort de torsion qui est fâcheux, surtout lorsque cet arbre est long, comme c'est le cas dans les treuils à tambours. Aussi, lorsque les treuils sont appelés à exercer de grands efforts, comme ceux qui travaillent dans les docks et sur les navires, on leur donne deux cylindres moteurs agissant chacun à une extrémité de t'arbre avec manivelles calées à 90 degrés l'une de l'autre {fig. 8 et 9, PI. V).

Il y a avantage, en certains cas, à monter le treuil et la chaudière sur un seul bâti porté par un chariot â quatre roues parcourant une voie ferrée; cette disposition est commode quand le treuil doit parcourir un pont de service ou battre une file de pieux.

Les figures 6 et 7, planche V, en donnent un exemple; le levier de changement de marche règle en même temps la distribution de la vapeur. Il y a, en outre, un levier de débrayage et un levier à pédale pour la manœuvre du frein pendant la descente. En dehors du tambour, on voit sur le même arbre deux cônes pouvant fonctionner comme cabestan et une poulie à chaîne qui permet de déplacer l'appareil par sa propre puissance. Une caisse à eau est logée dans le bâti.

Lorsque ces appareils fonctionnent, il est nécessaire qu'ils soient solidement fixés, sans quoi les trépidations ne tarderaient pas à les déplacer et à détériorer le mécanisme; à cet effet, le bâti porte des anneaux qui permettent de le fixer solidement à l'aide de cordages ou de chaînes; kl convient, en outre, de caler les roues.

La pression à la chaudière ne dépasse pas 3 à 4 atmosphères; le treuil pouvant lever des fardeaux de :

600 1,100 1,750 2,250 kilogrammes.

le poids de l'appareil complet est de :

2,500 3,000 3,500 4,000 kilogrammes.

et son prix de :

4,300 5,400 6,700 8,000 francs.

La vitesse ascensionnelle de la chaîne est de 0",20 à m ,22 par seconde, soit 12 mètres à la minute.

Les figures 3 et 4, planche V, représentent un treuil à vapeur, à noix et à embrayage-frein, du système Mégy. Ce treuil, de 1,000 kilogrammes de force, est à un seul cylindre et l'arbre moteur est muni d'un volant; il coûte 1,800 francs; il est à une seule vitesse, cette vitesse est de m ,li à la seconde pourune pression de vapeur de 5 atmosphères;

la vitesse à la descente au frein régulateur est de m ,30 à la seconde. La puissance de la machine est de 1 à 2 chevaux-vapeur.

Ces treuils de 2,000, 3,000, 5,000 et 10,000 kilogrammes de force coûtent 2,300, 2,600, 3,000 et 4,200 francs, toujours avec une machine de 1 à 2 chevaux de puissance et un seul cylindre; le prix augmente de 1 ,000 francs si la puissance de la machine est de 3 à 5 chevaux et qu'il y ait un second cylindre.

Treuils électriques. — Le déchargement et la mise en piles de sacs de sucre ou de grain ne peut s'effectuer assez rapidement avec des treuils ordinaires et coûte très cher lorsqu'on l'effectue directement avec des ouvriers coltineurs.

M. Sartiaux a demandé cette opération à un treuil électrique installé à la gare de la Chapelle.

La force était prise à une machine Gramme servant à l'éclairage et transmise, à une distance de quelques centaines de mètres, à une sorte de locomotive électrique roulant sur les rails d'un treuil Mégy préexistant.

Le treuil proprement dit se compose d'un chariot à quatre roues, portant deux machines électriques Siemens, dont une donne le mouvement de marche en avant ou en arrière, tandis que l'autre exécute le mouvement d'ascension ou de descente.

Le treuil parcourt un chemin de roulement formé de deux fers double T placés à 4 m ,25 au-dessus du sol.

Suivant qu'on envoie dans les machines un courant d'un sens déterminé ou un courant inverse, le chariot marche en avant ou en arrière et le fardeau monte ou descend. Le jeu d'un commutateur suffit à la manœuvre.

On a réalisé tout à la fois vitesse et économie.

Cabestans. — Le cabestan est un treuil à tambour vertical, et l'on supprime les engrenages par la faculté que l'on a d'augmenter dans de grandes proportions le rayon des manivelles; on se sert comme leviers de longues tiges de bois ou de fer qui s'implantent dans des cavités à la tête du cabestan.

La figure 4, planche 11, fait comprendre la manœuvre du cabestan ; deux hommes agissent sur chaque barre a engagée dans la tête du cabestan ; ils font tourner le tambour c ; le cordage mn fait trois à quatre tours sur le tambour pour y prendre une adhérence suffisante, et un homme placé en n tire ce cordage à mesure qu'il se déroule et que le fardeau attaché en m s'avance.

Un homme qui pousse en marchant peut exercer un effort continu de 10 kilogrammes à la vitesse d'environ m ,40 par seconde; huit hommes au cabestan, agissant avec un bras de levier de l m ,50 sur un tam-

bourde0° l ,20de rayon, pourront exercer une traction de 80 x~ ou de

600 kilogrammes, mais le fardeau n'avancera qu'avec une vitesse de

m ,053 à la seconde. 11 va sans dire que le bâti du cabestan doit être

solidement fixé au sol afin d'offrir à la traction du cordage une réaction supérieure.

Les cabestans fixes, dont on se sert dans les ports ou sur les navires, ont la disposition que l'on voit représentée sur la planche III.

Us peuvent recevoir huit ou dix barres; le tambour tourne sur son axe vertical en fer, et à la base du tambour on voit une série de doigts ou cliquets en fer qui s'opposent à tout mouvement de recul en buttant contre des heurtoirs fixes. On entend pendant la rotation les chocs réguliers de ces cliquets.

On fait peu de cabestans à engrenages, mais on conserve le nom de cabestans aux treuils à vapeur à tambour vertical que Ton rencontre parfois dans certaines industries.

Levier de la Garoume. — Des treuils il faut rapprocher le levier de la Garousse, dont on se sert assez souvent à Paris pour élever les matériaux de construction.

Un grand levier en fer AD est assemblé à fourche sur l'arbre D et est mobile sur cet arbre ; par le doigt B il actionne la roue dentée F, et par

Fig. 30.

conséquent le tambour C pendant son mouvement de descente; mais, quand on le relève, le doigt B n'agit plus sur la roue, celle-ci est arrêtée par le cliquet E et le levier remonte à vide. On voit que son action est nécessairement intermittente. Le levier a 1 mètre, le rayon du tambour (T,40; l'homme peut exercer, en tirant de haut en bas, un effort de 20 kilogrammes ; il peut donc monter avec cet appareil 200 kilogrammes T et deux hommes monteront 400 kilogrammes.

Treuil» et poulies différentiels. — Le principe du treuil différentiel est très simple et très ingénieux et il est regrettable, à notre avis, qu'il n'ait point fait l'objet d'applications plus nombreuses.

Un cordage s'enroule par ses deux extrémités et dans le même sens sur deux parties d'un tambour dont les rayons R et r sont différents ; ce câble porte une poulie mobile à laquelle est attaché le fardeau ; pour un tour de manivelle, le câble s'enroule de 2irRet se déroule de 2«r; il s'enroule en réalité de2*(R— r), et le fardeau P monte det:(R— r), absorbant un travail égal à Pn(R — r); pendant ce temps, le travail moteur est égal à F X2x. 0,40, le rayon de la manivelle étant de 0»,40. - S'il y a deux hommes aux manivelles, ils exercent un effort de 18 kilogrammes avec une vitesse de m ,60 àla seconde. Egalant le travail moteur et le travail résistant, on a :

Ftg. 31.

Veut-on pouvoir soulever 1,000 kilogrammes avec cet appareil, il suffit que la différence des rayons R etV soit de 0*,0144, mais la vitesse d'ascension du fardeau ne sera que de 0",0108 à la seconde, ou m ,648 à la minute.

La puissance de cet appareil n'est limitée que par la résistance des matériaux et par les frottements ; il est à remarquer cependant qu'on peut faire le tambour aussi vigoureux qu'on le désire, puisque c'est la différence seule des deux rayons qui intervient.

Ce treuil nous paraît beaucoup trop abandonné et devrait recevoir des applications plus fréquentes sur les chantiers et dans les carrières.

Poulies différentielles. — Les poulies différentielles, qui sont basées sur le même principe, sont plus répandues. La figure 32 en représente deux types A et B. Dans le type A, les deux poulies, à gorge de rayon différent, sont montées sur la même chape; on tire le brin de chaîne m, la traction se transmet au brin ?i qui s'enroule sur la première poulie, la plus grande ; le brin n tire le brin p, qui se déroule de la deuxième poulie, la plus petite, et le brin p tire le brin q, qui complète la chaîne sans fin.

La théorie du mouvement est exactement la même que celle du treuil différentiel ; pour un tour de la grande poulie, la chaîne np, qui porte le fardeau par l'intermédiaire] d'une poulie mobile, se raccourcit d'une quantité égale à la différence des circonférences des deux poulies, soit de 2* (R— r), et le fardeau P monte de *(R— r); la traction F a fait décrire à la chaîne m un chemin égal à 2*R.

Égalant le travail moteur et le travail résistant, on a : 2*. R. F = P.r. (R — r),

ou

Fig. 32.

Avec une poulie R de m ,20 de rayon, un homme exerçant une traction F de 20 kilogrammes, on pourra soulever un fardeau de 500 kilogrammes, si la différence des rayons R et r est de m ,016.

ML

Ce système est plus simple et moins coûteux que le palan ; une poulie différentielle pour charge de 500 kilogrammes coûte 45 francs et le mètre courant de chaîne 1 fr. 60.

Le modèle B est plus puissant; la chaîne motrice est distincte et agit sur un volant V de diamètre supérieur à celui de la poulie différentielle; la force motrice se trouve donc amplifiée dans le rapport du rayon du volant au rayon R de la poulie. Un appareil de ce genre, pour une charge de 2,000 kilogrammes, coûte 60 francs; le mètre courant de chaîne de charge coûte 3 fr. 50, et le mètre courant de chaîne de manœuvre 2 fr. 50.

Ces appareils sont donc beaucoup moins coûteux que les treuils composés, et peuvent les remplacer avantageusement en certaines circonstances, surtout dans les ateliers et magasins.

Le treuil simple lui-môme, c'est-à-dire le treuil sans engrenages, peut être remplacé par le monte -charges (fig. 33). La chaîne motrice mn transmet la traction au volant V sur l'arbre duquel est montée une poulie à gorge; la chaîne porteuse fait deux tours au moins sur cette poulie ; un de ses bouts G monte pendant que l'autre descend, et réciproquement. L'effort est amplifié dans le rapport des diamètres du volant à celui de la poulie ; si ce rapport est égal à cinq, un seul homme, exerçant un effort de 20 kilogrammes, montera un fardeau de 100 kilogrammes.

Nous n'avons tenu compte, dans les calculs sommaires qui précèdent, ni des frottements ni de la raideur des cordages ; ces résistances absorbent une partie de la puissance.

6. Chèvres. — La chèvre est l'appareil courant de levage de tous les chantiers de construction.

La pièce essentielle d'une chèvre est un bâtis en charpente formant un triangle isocèle (fig. 5 et 6, PL II) ; deux longues pièces de bois (a), reliées par des épars (b) y s'appuient sur le sol et sont assemblées solidement à leur sommet ; à la base est un treuil que l'on manœuvre avec des leviers pénétrant dans les trous de deux manchons à section carrée ; en haut est une poulie sur laquelle passe la corde destinée à soulever le fardeau. C'est avec le treuil et la poulie que l'effort s'exerce. Un pareil système ne tiendrait pas debout si le sommet n'était relié à un troisième point fixe ; pour cela, on attache à ce sommet un cordage que l'on amarre à un pieu sur le sol, ou bien on supporte la chèvre par une pièce de bois ou pied de chèvre. L'appareil prend alors la forme d'un trépied, il peut servir à soulever un objet que l'on veut travailler ou monter à une faible hauteur, mais il est mal commode pour le maniement des matériaux de construction.

Lorsqu'on n'a pas de chèvres à sa disposition, on se sert de deux

bigues, ou mâts cylindriques, réunies par une ligature portugaise, ainsi que nous l'avons vu en parlant de l'emploi des cordages. Avec un crochet en fer, on fixe une poulie au somme!.

En général, la chèvre ne peut produire qu'un déplacement vertical ; toutefois lorsqu'elle est fixée au sol par un cordage, si Ton a soin de placer un palan à l'extrémité de ce cordage, on peut le raccourcir dans une certaine mesure, et par suite relever le sommet de la chèvre ; dans ce cas, le fardeau se trouve soumis en outre à un déplacement horizontal perpendiculaire au treuil. Ce moyen est commode pour mettre en place des objets de dimension moyenne, tels que des vases, des statues, etc.

Les figures 7 à 9, planche II donnent les dessins de la chèvre employée par M. l'ingénieur Potel à la construction du phare de Belle-Isle. Cette chèvre est à trois pieds; elle est pourvue d'un treuil à manivelle ; elle amène les pierres de taille jusque sur un plancher mobile, et là on les reprend au moyen de rouleaux. Au sommet delà chèvre nous apercevons un plateau en fer d'où parlent des haubans qui soutiennent les échafaudages volants destinés au ragréement et au rejointoiement des parements.

Remarquons encore que cette chèvre est surmontée d'un paratonnerre dont la chaîne aboutit dans un baquet plein d'eau.

Le calcul de ces appareils est simple et facile, grâce aux principes que nous avons posés précédemment.

Lorsque l'on veut doubler le fardeau à soulever, on l'attache au crochet d'une poulie mobile ; une extrémité de la chaîne motrice s'enroule sur le treuil, tandis que l'autre est fixée au sommet delà chèvre. Comme nous le savons, la vitesse ascensionnelle est réduite de moitié.

7. Cries, vis et vérins. — Un cric ou vinda est un appareil très usité, servant à produire de 'petits déplacements, par exemple à soulever un bloc à une faible hauteur.

11 se compose d'une manivelle à encliquetage, qui met en mouvement un pignon, lequel engrène avec une crémaillère logée dans le massif en bois qui supporte le tout. A sa base, la crémaillère est munie d'un talon saillant, et au sommet d'un croissant recourbé, ce talon et ce croissant sont destinés à exercer l'effort sur les pièces à soulever. La force transmise à la crémaillère est égale à l'effort exercé'sur la manivelle multiplié par le rapport du rayon de celte manivelle au rayon du pignon ; la force qui agit dans le sens longitudinal de la crémaillère est celle qui agit à la circonférence du pignon.

Lorsqu'on veut amplifier l'effort dans une plus grande proportion, on interpose une grande roue dentée et un second pignon entre le premier pignon et la crémaillère, mais alors on perd en vitesse ce que Ton gagne en puissance.

Dans le premier cas, le cric est simple ; dans le second, il est composé.

Le cric simple n'a guère de puissance ; la manivelle a m ,25 de rayon et le pignon 0",05, de sorte que l'effort, qui ne peut guère dépasser 20 kilogrammes pour un seul homme, est seulement amplifié cinq fois;

par l'interposition d'une ou de deux roues, d'un ou de deux pignons, on arrive à faire des crics pour soulever des fardeaux de plusieurs milliers de kilogrammes. La course soit du talon, soit de la tête, est limitée non par la hauteur totale du cric, mais par la distance qui sépare le talon de l'axe du pignon actionnant la crémaillère. Le talon sert à prendre les blocs par dessous lorsqu'ils touchent le sol ; la tête sert à soulever les fardeaux sous lesquels le cric peut s'engager, ou bien encore à exercer une poussée latérale sur un fardeau qu'on veut faire glisser.

Le cric est un appareil précieux pour les déplacements dès grosses masses ; il sert aussi à soulever les machines et les véhicules, surtout en cas d'accidents, d'éboulements ou de ruptures. Tous ses éléments doivent être construits en excellent fer, et mieux encore en acier ; il importe que l'encliquetage soit bien solide, afin d'inspirer toute sécurité.

Quand la hauteur d'élévation du fardeau dépasse la course du cric, on procède .par reprises successives en soutenant à chaque fois le fardeau par des cales ou des étais.

Il est bon que la face des crics, le long de laquelle s'élève le talon, soit dépourvue de tout écrou ou rivet saillant et soit nette et lisse, afin de ne point opposer d'obstacle au mouvement des blocs soulevés avec le ialon de l'appareil.

L'effort qu'un ouvrier exerce sur la manivelle d'un cric peut être évalué à 20 kilogrammes, et non à 9 kilogrammes comme pour la manivelle d'un treuil, parce que le travail au cric est tout à fait intermittent et que l'ouvrier peut développer momentanément sans excès de fatigue un effort parfois considérable.

Un cric de 1 mètre de hauteur totale, à simple engrenage, d'une force de 1,000 kilogrammes, coûte 44 francs, à double engrenage, d'une force de 2,000, 3,000, 4,000, 5,000, 10,000 kilogrammes, coûte : 60, 74, 86, 58, 170 francs.

Fig. 34.

Fig. 35.

La figure 35 représente la viole, cric de forme spéciale qui sert notam-

ment aux charpentiers pour serrer les assemblages et faire entrer par exemple les tenons dans les mortaises.

Vis sans fin, poulies et palans à vis sans fin. — Le principe de la vis

sans fin a été habilement appliqué par plusieurs constructeurs aux appareils de levage; nous citerons les palans à vis sans fin de MM. Verlinde et Paris.

Une chaîne sans fin m, reçoit l'effort de traction et le transmet à la poulie à empreinte À ; Taxe de celle-ci se prolonge par la vis sans fin V qui tourne avec la poulie A et qui actionne la roue dentée R ; à chaque tour de la poulie motrice A, la vis fait aussi un tour et avance virtuellement d'une longueur égale à son pas; en réalité, c'est la roue R qui avance d'une longueur égale au pas de la vis, c'est-à-dire d'une dent. On voit que si la poulie À a 0°\20 de diamètre et la vis un pas de 0™,02, un tour de la poulie A, c'est-à-dire un développement de la chaîne m d'environ O^ÔO, fera avancer la vis de m ,02 ; l'effort moteur appliqué en m sera donc amplifié trente fois. On peut donc facilement donner à cet appareil simple telle puissance que Ton veut, pourvu que les éléments aient une résistance suffisante.

Sur l'axe de la roue dentée R est calée une autre poulie à empreintes qui reçoit la chaîne du fardeau; cette chaîne np porte une poulie mobile et le brin p de cette chaîne est fixé à la chape de la vis; le brin de chaîne q, qui se déroule de la poulie à empreintes B, est lié au brin fixe p.

L'effort transmis à la roue dentée R est encore amplifié par l'emploi d'une poulie mobile qui réduit à moitié l'élévation du fardeau et double par conséquent le poids maximum de ce fardeau. Avec

un effort de 9 à 10 kilogrammes, on monte facilement une charge de 500 kilogrammes.

La charge abandonnée à elle-même reste suspendue sans le secours d'un frein, la chaîne étant retenue par les talons de la roue à empreintes.

En général, pour les charges supérieures à 2,000 kilogrammes, ces palans à hélice sont moufles à 2, 3 ou 4 tours de chaîne, de telle sorte que l'effort supporté par chaque brin de chaîne comme par la vis ne dépasse pas 1,000 kilogrammes. La vis est en fer aciéré et engrène avec une roue en bronze; l'engrenage est très soigné et plusieurs dents sont toujours en prise avec la vis.

Un palan de ce genre de :

350 500 1,000 1,500 2,000 kilogr. de force

coûte :

30 40 60 80 110 francs.

non compris la chaîne de traction dont le prix est de 2 francs le mètre courant, ni la chaîne de levage dont le prix est de 2 à 4 francs le mètre.

Vérin. — Le vérin (du latin vérinus, vis) est une des applications les plus puissantes de la vis. Quand on monte sur l'écrou fixe d'une vis un levier de longueur R à l'extrémité duquel on exerce un effort F, le travail moteur pour un tour complet du levier est 2 n. RF; l'écrou fixe transmet à la vis mobile une pression P, dirigée suivant Taxe de cette vis, et pour un tour complet le déplacement de cette pression est égal au pas h de la vis, ce qui donne un travail résistant PA.

Egalant le travail moteur et le travail résistant, on a

Prenons un levier de 1 mètre de long et exerçons à l'extrémité un effort de 10 kilogrammes, nous aurons l'égalité approximative

Avec un pas de vis de m ,01 nous pourrions donc exercer une pression de 6,000 kilogrammes.

L'inclinaison des filets de ces vis sur la génératrice de leur cylindre est généralement assez faible pour que l'écrou puisse conduire la vis sans que la réciproque soit vraie ; de sorte que le fardeau soulevé par la vis peut être arrêté à n'importe quelle hauteur et continuer à presser sur elle sans la faire redescendre.

La formule à employer pour calculer la puissance pratique du vérin est la suivante :

dans laquelle on appelle :

P la traction totale appliquée à l'extrémité du ou des leviers moteurs; r la longueur des bras de levier, c'est-à-dire le rayon de la circonférence parcourue par le point d'application de la traction ; Q la résistance ou le poids à soulever suivant Taxe de la vis ; r' le rayon moyen de la surrace hélicoïdale en contact avec l'écrou ; h le pas de la vis ; f le coefficient du frottement de fer sur fonte (0,18).

La figure 37 représente les trois formes usuelles du vérin.

La plus simple est le vérin à trépied A ; le fardeau porte sur la tète de la vis; cette tête plate surmonte une boule percée d'un œil horizontal dans lequel on engage une tige de fer formant bras de levier ou bras de cabestan; à chaque tour de ce bras, la vis monte d'un pas dans le trépied qui lui sert d'écrou. Généralement on se sert du vérin à cliquet B ; sous la tête de la vis et calée sur cette vis est une roue à rochet, comprise entre deux flasques horizontales mobiles sur elle à frottement doux ; ces flasques se prolongent par une douille horizontale G dans laquelle on emmanche le levier moteur; la douille porte un cliquet c qui peut agir sur la roue à rochet ou glisser sur elle, suivant qu'on

Fig. 37.

tourne le levier dans un sens ou dans l'autre. En un mot, c'est un levier de la Garousse qui fait tourner la vis, et pour un tour complet de la roue à rochet, la vis s'élève d'un pas au-dessus du pied massif qui constitue son écrou fixe. Le vérin le plus perfectionné prend la forme du vérin à chariot ; il se compose d'un vérin ordinaire à cliquet D, mais son pied au lieu d'être posé sur le sol forme l'écrou mobile d'une vis horizontale que l'on actionne par le levier F ; de la sorte, on peut non seulement soulever le fardeau avec le vérin, mais encore le déplacer horizontalement. Nous verrons plus loin le grand parti qu'on a tiré de ces vérins, par exemple pour remettre sur rails les locomotives déraillées.

Ces appareils dont la hauteur varie de m ,45 à m ,70, ne sont pas coûteux ; un vérin à trépied de 5,000 ou de 10,000 kilogrammes de force, coûte 60 ou 120 francs ; un vérin à cliquet de 6,000, 10,000 ou 12,000

kilogrammes, coûte 105, 145 ou 175 francs ; un vérin à chariot de 6,000, 12,000 ou 20,000 kilogrammes, coule 175, 205 ou 325 francs.

Ces engins, à la fois si simples et si puissants, ne conviennent évidemment qu'au déplacement de très gros blocs à de faibles distances; avec quelques vérins on peut soulever et déplacer les machines les plus lourdes et des édifices tout entiers.