DU RAYON DE REPOS
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lance qu’il présente grandit, rien n’étant changé à la force ou pression, comme — le rayon de frottement.
D’un point d’appui placé trop près du centre de rotation, il résulte que le balancier est doué d’une telle facilité à se mouvoir, qu’il subit tous les caprices du moteur et reproduit toutes ses irrégularités.
Par des allongements successifs du rayon de frottement (rien n’étant changé dans le mode et les conditions de l’impulsion) l’allure de ce même balancier accuse de plus en plus une gêne sensible, et jusqu’à un point où il finit par perdre toute faculté de mouvement.
En somme, que le rayon de frottement soit trop court ou trop long, le résultat final est toujours une marche irrégulière de la montre; parce que, dans l’un ou l’autre cas, les oscillations sont inégales, soit comme étendue, soit comme durée de temps. 11 est bon, toutefois, de remarquer qu’avec le rayon trop court, l’arc supplémentaire grandit, hors de proportions, quand la force motrice augmente, tandis que le contraire a lieu quand ce rayon de repos est trop long.
La conséquence de cette suite de raisonnements, c’est que de c en p (fig. 8), c’est-à-dire sur la longueur du rayon du balancier, un seul point est convenablement situé pour servir de point de repos à la dent de la roue, et l’on comprend que pour une même longueur de ce rayon le point de repos se rapprochera ou s’éloignera du centre de mouvement selon que le limbe de ce balancier sera rendu plus léger ou plus lourd.
Conclusion des deux derniers articles.
103. La régularité de la marche d’un échappement à repos frottant dépendant d’une pression dont l’intensité doit varier en raison inverse, ou à peu près, de l’énergie de l’impulsion, il s’ensuit que :
Une force motrice étant donnée, la constance en durée de temps des mouvements du balancier, ou en terme d’atelier le réglage, dépend d’un certain rapport à établir entre le diamètre, le poids du balancier et :
1° Le diamètre des pivots de l’axe ;
2° Le rayon de la courbe sur laquelle s’opère le repos ;
3° La longueur et la forme des bras de levier recevant ou donnant l’impulsion.
Le rayon du balancier se mesure du centre de rotation de ce balancier à sa circonférence de percussion. Nous verrons plus loin comment on la détermine.
TRAITÉ DES ÉCHAPPEMENTS
10 rl. Aucun auteur, que nous sachions, n’a posé nettement cette base fondamentale de la science du constructeur d’échappements. Si cela eût été fait plus tôt, les horlogers doués du don de l’observation n’eussent pas manqué d’inscrire dans des tableaux les grandeurs diverses des diamètres des pivots; des rayons de repos et d’impulsion; les poids et les dimensions des balanciers des montres dont la marche leur donnait une complète satisfaction. Avec le secours de ces précieux relevés la science trouverait facilement la raison des apparentes contradictions qu’on croit remarquer. La question serait aujourd’hui résolue expérimentalement, même scientifiquement, et l’horloger pourrait marcher avec assurance et une entière certitude des résultats, dans le travail des échappements; travail où, jusqu’à ce jour, il n’a pu que s’aventurer.
Considérations sur les frottements.
Des différentes espèces de frottement.
103. Les mécaniciens distinguent deux espèces de frottement : le frottement de roulement et le frottement de glissement. Les horlogers subdivisent cette dernière catégorie en frottements rentrants et sortants, ce dont les blâment les mécaniciens. Pour notre compte nous trouvons logique que les horlogers établissent une distinction dans les mots là où elle existe dans les faits. Rigoureusement parlant, le frottement de roulement n’est pas un frottement mais une pression, et si le frottement de glissement sortant est bien un frottement dans le sens propre du nom, le frottement de glissement rentrant n’est qu’une variété de l’arc-boutement.
On trouvera le complément de cet article au chapitre de Y Introduction à l’étude des Engrenages , où seront successivement étudiés : la nature et les causes des frottements ; les frottements rentrants et sortants ; l’état des surfaces pendant et après le frottement ; et les variations d’intensité d’un frottement produit par un mouvement continu ou intermittent.
Par anticipation, et pour ceux qui l’ignorent, expliquons en deux mots ce qu’on entend par les frottements rentrant et sortant.
Lorsque le frottement s’opère entre deux pièces dont l’une pousse l’autre en la rapprochant de la ligne qui passe par les centres de mouvement, et qui est nommée de cette circonstance ligne des centres, le frottement est dit rentrant. Ce frottement est très-âpre, parce qu’il a lieu pour ainsi dire à rebroussement ; avec tendance à l’arc-boutement,
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et que par ce fait, les organes en jeu sont fortement poussés hors des centres, et exercent ainsi une pression considérable sur les pivots et les faces des levées. Il en résulte les deux défauts suivants : 1° destruction plus rapide par l’effet des frottements très-rudes ; 2° nécessité d’employer une force motrice en excès, pour obvier à la puissance inutilement absorbée par les grands frottements.
Lorsque l’organe actif presse l’autre, à partir de la ligne des centres, le frottement est dit sortant. Ce frottement n’est qu’un glissement assez doux, et la pression sur les axes est beaucoup moindre que dans l’autre cas.
D’où l’on voit que, s’il était possible de substituer le frottement sortant au frottement rentrant dans les deux actes du repos et de l’impulsion d’un échappement, la destruction des surfaces serait bien moins rapide, et l’effet mécanique cherché s’obtiendrait avec un moteur beaucoup moins puissant.
Opinions émises sur les frottements.
106. Dans toute machine les résistances qui naissent des frottements absorbent une notable portion de la puissance du moteur. Ainsi dans un rouage, bien exécuté d’ailleurs, il faut toujours compter que le tiers environ de la force motrice ne sera utilisé qu’à vaincre ces résistances et qu’en conséquence le tiers de la force est entièrement perdu pour l’effet utile.
La combinaison de la machine est-elle en outre vicieuse ; par la nature des frottements arrive-t-il que les surfaces en contact s’entredétruisent ; la force transmise d’organe en organe l’est avec irrégularité et la quantité de cette force absorbée en pure perte augmente avec rapidité et parfois jusqu’au point de paralyser tout à fait l’action du moteur.
La question du frottement se présente donc à l’horloger sous deux aspects :
D’un côté : absorption de la puissance; absorption d’autant plus considérable que la résistance des frottements est plus grande ;
De l’autre côté : irrégularité dans la marche des organes à chaque variation dans la nature et l’intensité des frottements.
107. C’est en se plaçant h ce dernier point de vue que les horlogers, en presque totalité, ont admis qu’il faut, dans la plupart des échappements, s’attacher de préférence à rendre les frottements (enfermés dans de sages limites , bien entendu) doux et uniformes plutôt que
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d’en poursuivre une réduction aux avantages précaires. Ils rencontrent encore cependant l’opposition de quelques confrères qui voient dans les frottements, partout et toujours, une cause perpétuelle de variation et de destruction. Pour ces derniers artistes le comble de la perfection résiderait dans la suppression complète de tout frottement.
Voici ce que disent les premiers : « L’expérience prouve que dans nombre de cas une certaine somme de frottement corrige en partie les effets de l’inégalité de la force motrice (103), et la preuve, c’est que parmi les échappements en usage, ceux qui se règlent le mieux ne sont pas toujours ceux où les frottements sont les moindres; » puis ils ajoutent avec raison : « Ce n’est pas tant le frottement en lui-même qu’il faut rédouter que son inconstance. »
Les seconds répliquent ; « La théorie démontre que les variations de réglage sont en raison de l’étendue des frottements, et si l’opinion ci-dessus avait quelque valeur, on expliquerait difficilement la régularité si extraordinaire qu’on obtient des montres marines ; car dans ces pièces les frottements de l’échappement sont réduits autant que possible, et même complètement annihilés pendant les arcs supplémentaires. »
Nous répondrons à ces derniers qu’ils ont le tort de prendre une vérité relative pour une vérité absolue, et que s’ils ont raison dans un cas particulier, ils sont dans l’erreur pour le plus grand nombre d’autres cas; que la théorie ne démontre nullement que les variations du réglage sont toujours en raison de l’étendue des frottements; qu’ enfin pour ressusciter un préjugé il faut ignorer ce que ne font aucune difficulté de reconnaître les plus habiles constructeurs de chronomètres, à savoir que les échappements où les frottements sont réduits à très-peu de chose ne se règlent qu’à la condition d’être pourvus du spiral isochrone et d’une parfaite compensation ; accessoires dispendieux , parfaitement inutiles aux échappements à repos frottant, qui sansleur concours procurent une régularité fort satisfaisante pour l’usage civil.
Ce qu’il y a de singulier dans les discussions soulevées par le sujetqui nous occupe, c’est que les partisans de l’annihilation des frottements acceptent cependant, et pour l’échappement de Graham entre autres, des pressions correctrices; comme si, quand l’échappement est en mouvement la pression n’engendrait pas le frottement.
108. En renvoyant aux articles résumés au 103, nous tirerons plus loin les conclusions d’un débat tout à fait épuisé, et nous pourrions auparavant multiplier les preuves pratiques établissant la néces-
