roues d’arrière

M, M, deux longereaux intérieurs en fer, s’étendant depuis la boite a feu jusqu'à la boite a fumer, et ayant pour but de relier ensemble les deux boites a feu et a fumée, de présenter des points d'appui pour l’essieu coudé, les pompes, les glissières des pistons et les supports des différents organes du mécanisme, conjointement avec b» deux autres longereaux intérieurs et moins étendus N, N , situés entre les premiers.

A’, A', A’, etc., supports boulonnes sur les longereaux M, M, N, N. Les coussinets , etc., sont fondus sur les premiers supports.

f, T, glissières boulonnées sur les supports A'. Des pièces de bois minces sont intercalées entre les glissières et les supports, et ees petits Intervalles sont laissés en blanc dans la coupe de la flg. S.

/,/,/, etc., coussinets fondus sur les supports A’, pour recevoir les tourillons de l’arbre des tiroirs et du mécanisme de recul.

0, 0, cylindre à vapeur.

n', passage de la vapeur, o', passage de sortie.

p', tiroir.

9’, boite du tiroir.

r’, piston.

s', tige du piston.

«/, bielle.

x’, plongeur de la pompe alimentaire.

9% tige du tiroir.

PISTONS

P, P, excentriques de la marche en avant.

Q, Q, excentriques de la marche en arrière.

r", c", colliers des excentriques.

il", rf", barres des excentriques.

VARIÉTÉS DES PARTIES DES MACHINES A VAPF.l'R. pistous.

Nous avons cru devoir présenter h nos lecteurs une série d'exemples de pistons de diverses natures, tels que la pratique nous les avait offerts, sans nous astreindre à ne parler que de ceux qui passent aujourd'hui pour les meilleurs. Nous pensons rendre plus de services aux constructeurs en leur signalant les avantages et inconvénients de tels et tels systèmes de pistons qu'en ne leur présentant qu'une description méthodique de la variété le plus généralement adoptée.

Il résulte tout d'abord de l examcu des exemples qui vont suivre, que les pistons a garnitures métalliques se rangent eu deux divisions principales, dont les caractères, s’ils ne sont point parfaitement tranchés, suffisent néanmoins pour les besoins de la classification. I.a première division comprend tous les pistons dans lesquels la force de détente seule des anneaux est employée à produire un contact parfait; la seconde comprend ceux qui ajoutent a l'effet des anneaux l'action expansive des ressorts intérieurs, ou bien qui remplacent totalement les anneaux par les ressorts.

Le premier système, par cela même qu'il présente un caractère de plus grande simplicité , semble être d’une application bien plus récente que l’autre; c'cst un nouvel exemple u ajouter a tous ceux dont l'histoire de la science est remplie, que le moyen le plus simple est toujours celui auquel on s’arrête le plus tard. Ce système présente lui-mèmc trois variétés distinctes : la première comprend les pistons dans lesquels la garniture du chanvre est comprimée dans l'espace compris entre les anneaux et le piston, afin d’augmenter l'élasticité de cet anneau. C'est le cas général des pistons de machines è épuisement, pour lesquels on n’a pas encore eu recours a des garnitures plus compliquées ou plus coûteuses. Les deux autres variétés du premier système seront définies un peu plus loin.

La figure 211 est un exemple de la première variété (1). C'est le piston d'une machine d'épuisement établie dans le comté de Pcrth, et dont la construction est due à MM. Maxton de Leith.

Dans ce genre de piston, on emploie généralement deux anneaux l’un au-dessus de l’autre, et présentant leur section a un écartement relatif d'environ 90“, afin d'empêcher la vapeur de s’échapper par les joints. C’est la forme de garniture métallique la plus simple ; cependant, lorsqu'elle est bien ajustée, elle réunit a peu près tous les avantages des systèmes les plus compliqués. Son seul défaut e$t de nécessiter, de temps en temps, un nouvel ajustement, lorsque la rondelle de chanvre perd de son élasticité. Ce renouvellement, dans l’ïy'ustage de la garniture,

a lieu d’autant plus souvent que la disposition des Fis. ill.

(t) Cctta figure «t tes suivante! , jusqu'à ta figure it 8 ÎDclusiverarnt , ijr.t faire! à t'êclisite de 7;.

VARIETES DES PARTIES DES MACHINES A VAPEUR

joints extrêmes des amiraux extérieurs est moins efficace à empêcher l'introduction de la vapeur duns l'intérieur de la garniture, ou bien encore que la température et In pression de la vapeur elle-même sont plus considérables. Due autre disposition consiste a n'employer qu'un seul anneau coupé en un point.

I.a seconde variété de cette espèce de piston consiste eu une garniture extérieure comme la précédente, dont elle se distingue en ce que la force de détente est uuiquemeut due a l'élasticité de l'anneau, et non à l'action de la garniture Intérieure de chanvre. La méthode la plus simple, et peut-être aussi la plus ordinaire de développer la force de détente nécessaire au bon service de l'appareil, est de tourner les garnitures annulaires suivant une circonfmuce d'un diamètre un peu plus grand que celui du cylindre. Apres avoir srié la jante de l’anneau, on pratique, aux deux extrémités en regard, un tenon et une mortaise, ou simplement une demi-entaille, et l'on comprime ensuite l'anneau au moyen d'un cercle en fer garni de vis. Lorsque la pression a resserré les joints d’assemblage, on fixe temporairement la pièce dans cette position, en chassant une clavette entre les deux abouts mortaises ou a recouvrement. C'est ainsi que l'annenn est fixé autour du piston , et ce dernier se trouve alors tel qu'il doit être établi dans son siège. On dévisse ensuite le cercle en fer et l’on ôte la clavette; les anneaux tendent alors à pousser contre les parois intérieures du cylindre en vertu de leur propre élasticité, et cette force de détente continue généralement à agir jusqu'à ce que le cylindre et les anneaux soient usés nu point de permettre a ceux-ci de se détendre jusqu'à la limite de leur élasticité naturelle.

Quelquefois les deux extrémités de l’anneau demeurent planes ; dans ce cas, l'on abat seulement une l>artie de l’une de ces extrémités afin de pouvoir comprimer i'anneau et diminuer son diamètre.

Les opinions des mécaniciens sont extrêmement différentes quant au mérite de cette espece de garniture. Qu’elle réalise un perfectionnement réel, comparativement à la première espèce de garniture, C’est là un point hors de doute; mais on allègue que sous le rapport de la précision d’ajustage et de la facilite à l'Introduction de l'anneau dans le cylindre, cette garniture est moins avantageuse que la garniture ordinaire plus compliquée, composer d'un certain nombre de segments sur chacun desquels agit un ressort spécial. On objecte, en outre, contre cette espece de garniture, qu'elle tend a user le cylindre d'une manière inégale, Inconvénient auquel on a cherché à remédier par une foule de moy eus extrêmement ingénieux, sans qu'aucun palliatif sérieux ait encore pu être découvert.

L'expérience, en pareil cas, semblerait seule pouvoir trancher la question dans uu sens on dans l'autre. Il existe, eu effet, un grand nombre de pistons fonctionnant avec les deux variétés de garnitures dont nous venons de parler ; mais ici, comme dans une foule d'autres circonstances, l’expérience n'aura, nous ie croyons, d'autre effet que de rendre la question plus obscure encore, ou plutôt de fournir des arguments eu faveur des deux systèmes à la fois.

Si l'on cherche à se rendre compte de l'action du premier système de garniture, celui dont la forme offre lu plus grande simplicité, on voit que l'anneau, lorsqu'il vient à être comprimé pour la première fois, ne prend point de lui-même la forme circulaire, puisque la tendance qui le sollicite à reprendre sa première forme, en vertu de ht réaction que détermine le serrage des abouts l’un contre l'autre, est contenue seulement dans une direction, celle de la tangente au point de jointure; mais, quand cet anneau est renfermé dans le cylindre, on comprend immédiatement qu'il est egalement comprimé dans toutes les directions, et qu’il exerce, par conséquent, une force de réaction correspondante dans tous les sens, en cherchant à reprendre ses dimensions premières. Ce point nous parait tellement évident que nous avons à peine besoin de l'expliquer. Si, par exemple, l'on admet que le diamètre primitif de i'anueaii est de 48 centimètres, et que par la pression cet auDeau ait été introduit dans nu cylindre dont le diamètre n’est que de 46 centimètres, il est clair que chacun ries diamètres de l’anneau, étant comprime avec une force égale, tendra à réagir avec cette même force et à presser la circouférence annulaire contre la paroi Interne du cylindre avec une pnissanee partout uniforme.

Si, au lieu du cylindre extérieur compresseur servant à renfermer l’anneau, on conçoit, pour un

PISTONS

instant, un certain nombre de ressorts en demi-ecrele, destinés ù remplacer un nombre égal de diamètres, on reconnaît que, tous ces ressorts exerçant des efforts absolument égaux en comprimant leurs demicercles respectifs, la somme de ces efforts, c'est-à-dire l'effort total exercé contre In circonférence entière, demeurera constamment la même. Nous savons qu'a cet égard les opinions sout partagées, et qnc le contraire a été soutenu par quelques prntioiens habiles qui étaient loin de puiser leur conviction, selon nous, dans des considérations théoriques. Cependant, lors même que l'expérience viendrait, dans certains cas, leur donner raison, ce résultat ne serait point une preuve décisive contre le témoignage oppose, puisque dans plusieurs circonstances, on a reconnu que l'usure intérieure du cylindre s’était opérée d’une manière parfaitement régulière.

Ou nous pardounera de nous être un peu longuement étendu sur ce sujet, en faveur des nombreuses combinaisons, aussi neuves qu'ingénieuses, qui ont été tour à tour proposées, et souvent avec un certain succès, dans le but de remédier ù cet inconvénient de la garniture métallique dont nous venons de parler. Mais, bien qu'en réalité cet inconvénient existe dans toute sa force, et que les anneaux aieut eu effet une force de détente plus considérable dans une direction perpendiculaire au diamètre passant par le joint que dans toute autre direction, cependant nous n'apercevons pas ce qu'il peut y avoir là de dangereux. I.e cylindre prendra, par l’usure, uni: forme légèrement ovale, et cet effet continuera jusqu'à ce que l’inégalité, dans la pression des divers points de la circonférence annulaire, se trouve exactement contrebalancée par l'ellipticité correspondante du cylindre. On comprend, en outre, que les garnitures qui viendront plus tard à être employées dans le même cylindre, le rempliront avec le plus grand degré de précision possible, puisqu’alors la légère inégalité dans la force do détente de l’anneau correspondra exactement à la configuration du cylindre, déterminée par l'usure qn'il a subie.

Dans tous les cas, il est clair que l'effet produit sur le cylindre par Tiuégalité de détente de l'anneau, en admettant l'existence de cet effet bien prouvée, peut être complètement neutralisé par l'emploi de deux anneaux au lieu d'un seul, dont les joint - seraient disposés à 80" l’nn de l'autre. Il arrive souvent qu'on place les anneaux de manière a ce que leurs joints sc trouvent sur les cités opposés du cylindre, c'est-adire à 1 80“ l’un de l’autre. Cet arrangement ne sert qu'a empêcher les fuites de vapeurqui pourraient avoir lieu par une seule surface de joint, résultat auquel un pouvait, du reste, arriver plus aisément d’une autre manière. Mais cette disposition est év idemment impuissante à corriger rinllucnce de l'inégalité de pression.

La troisième variété du système que uous examinons comprendra les garnitures dans lesquelles chaque anneau est encore composé d'une seule pièce, mais qui comportent eu même temps quelques-uns des modes de compensation dont nous avons parlé. La méthode ordinaire est tout simplement de diminuer d'un tiers environ l’épaisseur de lu partie de l’anneau qui sc rapproche des joints. On emploie généralement deux anneaux avec leurs joints disposés comme nous l'avons dit; et, au lieu de donuer ù ecs anneaux un diamètre supérieur à celui qu'ils doivent ensuite présenter apres leur entrée dans le cylindre, on arrive à leur communiquer la force d’élasticité nécessaire en martelant en dedans la demi-circonférence de plus grande épaisseur. On peut aussi, tout naturellement, employer le même moyen pour des anneaux d'égale épaisseur, et pour obtenir du martelage tout l'effet désirable, il serait peut-être bon de laisser dans l'Intérieur du cercle le moule même qui a servi à la fusion du métal. L'avautage que Ton trouve a employer le martelage, de préférence a la compression, pour donner à l’anneau la force d’élasticité nécessaire, provient de ce que ee premier procédé permet d'atteindre à une forme circulaire plus précise; mais, lorsque l'on a soin de contourner les anneaux sur un tour avant de les mettre en place, cette supériorité du premier mode sur le second disparait.

Cette espèce de garniture fonctionne généralement bien, mais sans présenter peut-être un véritable av antage sur la variété précédente, de forme plus simple, toutes choses égales d'ailleurs, quant à la précision dans le travail. On peut même ajouter qu’un défaut d’ajustage aurait, suivant toute probabilité, plus d'incon veulent pour les garnitures de la troisième variété que pour les autres, ainsi que l'expérience

«u .VARIETES DES PARTIES DES MACHINES A VAPEl'R.

l’a démontré. Ou u eu recours a une foule d'expédients pour prévenir les fuites de vapeur par les surfaces des joints, auxquelles eette espèce de garniture annulaire est exposée. Souvent on dispose des garnitures de chanvre dans l’intérieur des anneaux ; dans d’autres cas, on laisse les surfaces absolument libres, sans chercher en uucuue manière u remédier a l’inconvenieot des fuites; mais le meilleur système a emplov er consiste, sans aucun doute, a faire river une lame de cuivre ou de fer qu'on a eu soin de recourber d’abord convenablement à l'intérieur de l’anneau et sur l’un des côtés du joint. Cette lame métallique s’applique ensuite avec exactitude sur l’autre face de la jointure, et glisse sur eette paroi, eu interceptant les passages à la vapeur à mesure que l’anneau se détend pur l'usure. Faute d'avoir eu recours a eette précaution si peu compliquée, on s’est souvent expose u des inconvénients fort graves, comme, par exemple, a l’emploi obligé d’un système inliniment (des coûteux quoique sans avantage réel sur eeiui-ci.

Nous aurons bientôt l'occasion de revenir sur quelques modilieations importantes que comporte eette espèce de garniture lorsque nous aurons a examiner les différents détails qui constituent les pistous. Nous considérerons, quant u présent, la seconde division principale du sujet qui nous occupe, laquelle comprend un assez grand nombre de sou. s- varié lés.

Cette deuxième division comprend les pistons à garnitures rendues t tanches au moyen de ressorts spéciaux, dont la force de détente se communique généralement par l'iuterinediaire de cales on de coins. \ oiel comment ees garnitures sont elablies ordinairement ; on prend deux cercles ou anneaux en fonte, de telles dimensions qu'ils ne présentent d'eax-mémes aucune élasticité sensible, c'esl-n-dire avant une section normale de 4 a « centimètres carrés environ. On emqie ensuite chacun de ees anneaux en trois, six ou iiuit segments suivant la dinienslun du cylindre. Les anneaux sont alors placés l’un au-dessus de l’autre, de maniéré a ce qw les joints ne se correspondent pus, et, a chacun des joints, on enleve au ciseau une partie de l’anneau pour permettre d'introduire entre tes rebords un coiu dont l'angle est ordinairement de tin», et dont l'arête doit être éloignée de la surface du cylindre de 2 centimètres environ. Ou dispose alors un ressort elliptique ordinaire entre le noyau du piston et la tète du coin. Quelquefois nu lieu d’un coin on emploie simplement une cale, ou bleu encore le ressort presse immédiatement sur la partie intérieure de l'anneau.

Dans la disposition primitive de ce piston, tel que le conslruisit Barton, l’aréte du coin se trouve en rontaet avec le cylindre, c'est-à-dire qu elle se trouve sur la fac* externe de la jante du piston. Afin d’empêcher cette arête de rayer le cylindre, ou proposa de la faire d’un métal moins dur.

C’est, nous le croyons, a Trcdgold que nous sommes redevables de l’idée de eette modiflcatlon apportée aux garnitures des pistons et qui réalisé un perfectionnement notable. L'action des coins parait surtout dans ce cas devoir mériter l’attention des mécaniciens. Quand l’aréle des coins n’est pas eu contact avec la paroi du cylindre, le mode d’action est assez évident de lui-même; l’intervention du coin sert alors tout simplement a multiplier '‘énergie des ressorts en agissant comme force mécanique et suivant les principes du plan incliné. Plus l'angle du coin es! aigu, plus aussi est considérable la force de pression communiquée par les ressorts conformément au principe des vitesses virtuelles. Si l’on ne recherchait qu'une force de détente illimitée pour les segments, au lieu de celle que nécessite l'obligation d'obtenir une coïncidence parfaite entre la face extérieure de ees pieees et le contour interne du cylindre, il est clair qu'on ne devrait employer qu'un coin extrêmement aigu; mais, comme d’un autre côté le coin doit librement réagir sur le ressort qui presse contre sa tête, afin que la garniture puisse obéir dle-mêmc en se resserrant lorsque le piston se trouve dans uu endroit du cylindre naturellement étanche, comme au haut et au bas de la course, il en résulte que l'inclinaison des deux faces doit être considérablement plus grande qu’un angle aigu s'opposant au jeu libre de l’aetion et de la réaction. Cette inclinaison cependant est portée quelquefois au-dessus de 80 ou «0*; mais nous croyons qu’elle pourrait être beaucoup moindre sans qu’il en résultât aucun inconvénient dans la pratique.

PISTONS

if,:.

Si l'on considère maintenant le cas où Parité des coins est en contact avec le cylindre, on peut penser, a la première vue, que les faces n’exercent plus aucune pression contre les segments adjacents. C'est en effet ce qui aurait lieu si l’usure de Parité n'était pas plus rapide que «-lie des segments eux-méines; mais ou voit bientôt qu’il n'en peut Jamais être ainsi, puisque l’usure sur le coin es! à celle qui a lieu sur Panneau dans la proportion de l'uoe des faces à la moitié de la base ou tête du coin, c'esl-u-dire, en supposant le coin termine par un augle droit, dans la proportion de la diagonale au cûle du carre. Ainsi, dans le cas ou le coin et le cylindre sont composés d'un même métal, l’usure de la parai du cylindre, qui se trouve directement en regard de Parité du coin, doit être plus considérable que celle du restant de la surface, et cela dans la proportion ci-dessus Indiquée, ou meme probablement dans une proportion plus élevée, en raison de la différence de grain dans le métal qui compose le coin. Il faut dire cependant que les coins sont presque toujours en métal de canon, ce qui neutralise en grande partie Ut tendance a une usure inégale que cette disposition du coin entraîne avec elle.

A ce* remarques préliminaires, nous joindrons quelques considérations détaillées sur les variétés principales de pistons qui méritent le plus l’attention des mécaniciens. Nous espérons que les principes généraux, que nous avons cherché à établir cl-dessus, aideront le lecteur a juger sainement des mérites respectifs des differents systèmes.

Pi.ton pour machine locomoliv,. >!,- Korn-itcr et C

l.a ligure si 2 représente un piston établi par MM. Forrester et comp., de l.iverpool. Les locomotives auxquelles il est appliqué travaillent sur le eheinlu de fer de Grande-Jonction. Les détails de construction, ainsi que le mode d’action de ce piston, se comprennent aisément a l'inspection de la figure.

Ln tenon ou languette qui vient se ficher dans une mortaise correspondante pratiquée dans le coin et l'anneau, a [tour but d’empêcher les fuites de vapeur aux surfilera de joint des segments. Cette disposition remplace la méthode ordinaire qui consiste à employer deux anneaux, d'épaisseur moitié moindre chacun, divisés par segments dont les milieux correspondent aux divisions de l'autre anneau.

Nous croyons savoir que eetie disposition a rempli parfaitement le but qu’un s’en était propose. Ce ri’cst point un compliment que nous adressons ici aux constructeurs, car nous verrons bientôt que le même résultat peut être atteint par des moyens de constructions infiniment plus simples que celui de M. Forrester. Le principal mérite de ce piston consiste dans son extrême élégance et dans sa précision d'ajustage, précision qui est du reste indispensable à son service, et que MM. Forrester savent si bien réaliser.

Mais on comprend que c'est précisément ce motif qui s’oppose a une application très étendue de ce système particulier de pistou. D'abord il est évident qu'on peut tout aussi bien prévenir les fuites de vapeur, qui ont lieu par les joints, au moyen de deux cercles disposés comme nous l’avons dit cidessus; disposition qui, d’après l’avis des hommes compétents, est d’une exécution beaucoup plus facile. Il faut eu effet une grande prévision dans l'ajustage des pièces glissant dans les mortaises, et ia plu* legere imperfection tend sans cesse à s’accroître en raison du passage réitéré du fluide dans les interstices, En outre, comme après un certain temps de service, il arrive nécessairement que les pièces mobiles se meuvent plus rapidement que les segments, et cela dans la proportion de la diagonale au esté du carré, ainsi qu'on peut le démontrer aisément, il eu résulte que ees pièces elles-mêmes, et par

Pnmiir* Sedan. SS

Vin i il

VARIÉTÉS DICS PARTIES DES MACHINES A VAPEUR

IRC

conséquent les (Milles correspondantes du cylindre éprouvent également une détérioration plus rapide, ce qui expose le cylindre à une usure inégale. Il est vrai que l’extrême ténuité des ressorts, et la pression si légère qu’ils sont généralement destinés à exercer, rendent le plus souvent cette Inégalité d’usure insensible; mais il est clair cependant que cet effet est en quelque sorte semblable à celui d'un coin a arête plane, qui serait pressé par un ressort et se trouverait lui-même en contact avec la paroi Intérieure du cylindre.

Nous verrons plus tard, lorsque nous aurons n comparer ce pistou avec d'autres variétés de forme plus simple, qu’il n’est pas nécessaire de partager Tonneau en un si grand nombre de segments. I n tel sy stème de piston, si convenable du reste sous le rapport de l’ajustage et du bon travail qu'il réalise, a pu être employé avec avantage dans les premiers temps des cylindres à vapeur; mais, aujourd’hui, il passe généralement pour trop complique, attendu qu'un simple anneau, coupé en un seul point de sa eireonférence, suffit parfaitement au but que doivent remplir les garnitures des pistons.

Piston pour locomotive do Itîrcks ci N ion.

l a ligure 213 représente, en plan et en coupe, un piston jsour machine ordinaire et (tour locomotive, construit par MM. Ilircks et Nelson, aux fonderies de Y Etna, à Liverpool. Ce piston diffère du précédent

en ce qu’il ne comporte qu'un seul coin, et par conséquent qu’une seule solution de continuité, au pourtour de l'anneau, au lien de quatre qu'offre^ dernier piston.

On |K>urrnit, sans inconvénient, omettre l’écrou qui se trouve sur le côte directement opposé au coin : les deux vis latérales suflUent, jusqu'à un certain point, A racheter la trop grande inertie d'action du coin a angle droit, lequel semble avoir pour effet de presser Tnuneau eoutre le cylindre, au point immédiatement le plus voisin, plutôt qu'à forcer ect anneau à s’ouvrir, et a réagir ainsi également contre le cylindre en tous les points de sa circonférence. Si l’angle du eoin était plus aigu, la pression qui serait transmise par le ressort se développerait plus rapidement sur la circonférence entière.

I.es ressorts circulaires, comme celui du piston de MM. Uircks et Nelson, tout en offrant différents avantages, sont cependant moins délicats et moins parfaits dans l'application que les ressorts elliptiques ordinaires. Peut-être ne présentent-ils point non plus autant de facilités que ceux-ci, lorsqu'il s’agit de les ajuster ou de les réparer.

Piston pour locomotive.

* Fia. 213.

Fia. 214.

La fleure 2 J<1 représente un piston qui offre une grande ressemblance avec les pistons de la première variété. Mous doutons que le léger avantage de simplicité qui résulte, pour ce piston, de l'omission des écrous d’ajustage, remplacés ici par un simple ressort annulaire, ne soit pas plus que compensé par l'inconvénient d'un service moins parfait.

On adopte quelquefois une disposition qui tient le milieu entre ces deux espèces de pistous. L’anneau de la garniture est coupé, et Tou établit, en deux points opposés, un coin et une pièce susceptible de glisser

PISTONS

dans tme rainure. I n ressort circulaire, muni de vis, vient ensuite agir et presser contre ce coin et celte pièce mobile.

Peton pour loociïuotive do Pur y . Curtis et Kennedy.

La ligure 2 1 S est le plan du piston si connu parmi les mécaniciens sous le nom de piston pour loco motive de Burv . Ce qui le distingue principalement des autres pistons , c’est que chaque ressort presse à la fois contre deux coins disposés, l'un dans l'anneau supérieur, l'autre dans l'anneau inférieur. Le centre du ressort, contrairement à ce qni a lieu ordinairement, sert de point d'appui au corps même du piston.

Cette variété de pistons est exempte de quelquesuns des défauts que présente celle de Forrester.

Lorsqu'il est établi avec soin, ce piston fait un excellent service. D'un autre cité, le prix élevé de la main-d’œuvre , ainsi qu’une disposition inutilement compliquée, et qui expose pur suite a des dérangements frequents, viennent dans diverses circonstances racheter, et au-delà, les avantages que nous avons signalés. Ainsi, par exemple, au milieu des nombreuses espèces de pistons employées sur le chemin de fer de Gloucester à Birmingham, les pistons de M. Bury ont toujours eu le plus grand succès, tandis que, sur quelques-unes des autres lignes, ils ont dit être remplacés par des pistons de forme plus simple, qui ont paru sous tous les rapports bien préférables. La forme toute particulière des ressorts est un obstacle reel à ce qu'ils puissent être réparés ou replaces convenablement partout ailleurs que dans les ateliers ou ils ont été établis. C’est à cette circonstance , toute Insigniiiantc qu’elle puisse paraître , qu'il faut peut-être attribuer le discrédit dans lequel sont tombés les pistoHS de M. Bury sur les lignes de chemins de fer dont nous avons parlé.

Piston punr locomotive do R. Stephenioa-

La tlgure 2IG est le dessin d’un piston très fréquemment employé par MM. Stephenson. Il consiste en trois anneaux concentriques dont deux, formant l'enveloppe extérieure, sont assemblés l'un sur l'autre à rainure et languette , remplissant en totalité l'espace laissé libre entre les rebords du piston.

L’anneau Intérieur a une hauteur ou largeur égale à celte des deux anneaux extérieurs réunis. Quand les anneaux sont tournés sur un dinmètre convenable, on les martcllc légèrement sur leur faec Interne, pour leur communiquer une force de détente en dehors. On les coupe alors, alin de leur permettre de se détendre. Les divisions des anneaux sont disposées de manière à ce que les joints ne se correspondent pas. Alin de sc précautionner contre le défaut d’élasticité qui résulterait des anneaux extérieurs, on place par derrière des ressorts qui se trouvent tendus au moyen de vis portant sur leur partie centrale, ou renflement du piston, ainsi que l’indique la figure.

Piston de locomotive de ht ligne de Liverpool à XJanelieater.

La figure 217 représente une espèce de piston employé sur le chemin de fer de Liverpool a Mancbes-

Fio. 216.

Fto. 215.

VARIETES DES PARTIES DES MACHINES A VAPEUR

1er, et qui présente une grande analogie avec le piston représente figure 113, ainsi qu’avec cens qui fonctionnent sur le chemin de fer de Grande-Jonction. Ainsi que nous l’avons déjà observé, l'angle trop

obtus du coin parait être le seul défaut que présente celte espèce de garniture, si simple et si élégante du

// ! \ A reste. Nous devons avouer, cependant, que cette erl-

! I AcA I I tique ne s'appuie que sur des considérations théori-

\ j ques, nous pourrions même dire que sur dos conjec-

\ / turcs. Nous n’avons jamais rencontré, en effet, dans

les coins des garnitures de piston», un angle moindre que 80* a 90".

[Les pistons employés sur le chemin de fer de Li-

- — 1 I- ’ ver pool à Manchester sont généralement en laiton.

C’est là un avantage lorsque les cylindres sont horizontaux ou inclinés, parce qu’alors la dureté moins grande du métal, et la plus grande légèreté qui en résulte pour le piston lui-même, diminuent considérablement l’usure du cylindre. C’est A ce motif qu’il faut attribuer l’emploi si répandu des pistons en laiton pour les locomotives. En revanche, l’élasticité moins grande du métal rend indispensable l'usage de ressorts additionnels dans les garnitures de ces pistous.

PUton de locomotive de I* ligne du Grcat-Western.

I.a ligure i 1 8 représente les cercles ou anneaux composant la garniture du piston de locomotive de

CStepbensoD, tel que nous l’avons vu en usage sur le X chemin de fer du G real -Western. Cette garniture

\ consiste en deux anneaux juxta- posés et disposes

\ comme dans l’exemple précédent; c’est-à-dire que

l’un de ees anneaux porte une rainure profonde et / l’autre une languette correspondante, et ils s’ossem-

y blent entre eux comme des frises de parquet. Dans

la description qui a été publiée de la locomotive de Stcphenson, on dit que cette disposition a pour but

-j- -j -%—3 ] d’assujettir avec force les deux anneaux l’un avec

a'~W~ l'autre. Ce résultat se trouve, nous le croyons, suffi-

samment atteint par l’entrée seute de ces anneaux Fia. 218. . ...

dans l’intérieur du cylindre.

Piston de locojnotive de lu ligne du South- Wertarn.

La figure 319 (1) est le plan d’un piston employé ' .. ''X*,-'' sur le chemin de fer du SoulA-Wetlem. Ce piston a / 'y' ï \ la plus grande ressemblance avec ceiuiqui fonctionne

(/ V\\ sur le chemin de fer de Livcrpool A Manchester et

| l 'YCOC I qui est représenté figure î 17.

\ \| ioV\o) II) ! Sous le rapport de la simplicité, ce système de

v - J/ ' pistou est supérieur A la plupart de ceux que nous

. ' ' venons de décrire ; Il ne le cède en rien, d’ailleurs, A

ces pistons sous le rapport du service. On l’a employé F,°- 41 9- avec succès, apres y avoir introduit quelques modi-

(I) Cette figure e»t à l’echellc de

PISTONS

Déniions, sur le chemin de fer de Rui/roni-Gfip. I.a modification consiste en ce que, vis-à-vis de I écrou, l'anneau offre une partie parfaitement plnnc qui comprend environ le quart de la circonférence.

Les machines locomotives, construites par Sharp et Roberts pour les chemins de fer français, sout egalement pourvues de pistous avec garnitures modifiées ainsi qu’il vient d’être dit.

Pi. ton de locomotive de la ligne de Ayr il Otaagow.

La figure 220 (1) représente le piston adopté sur le chemin de fer de Ayr à filasyow , où il a pris la place d'autres variétés plus compliquées. Il est

exempt de tous les défauts , ou à peu près , que nous y-- ^

avons fait remarquer dans les autres garuitures. Son // V, // v\,

service a été trouvé extrêmement satisfaisant. On h X\ if U

remarquera la disposition particulière des deux an- 4 J I h I J

neaux dont les joints sont placés & 90" l’un de l’autre, >\ J j y , JJ

au lieu d’être, comme d’habitude , à 180°. C’est là yj/

une de ces dispositions de peu d’importance en appa- •

rence , mais qui suffisent quelquefois à constituer (.|Q

une véritable découverte pratique.

Piacon pour toenmolire de MM. Kasmyth et comp.

La figure 221 représente, en plan et en coupe, un piston semblable à celui qui est en usage sur les machines américaines. Il a été établi pour le chemin —

de fer de Gloucestcr à lilrmlngham, par MM. Nas- y

mytii, Gaskell et comp. /r Jv/~\\ïVn

Ce piston consiste en deux garnitures annulaires, F ( ’ j) r): rlj

de 2 centimètres sur 4 ; centimètres environ, parla- ■y'vJJ

gées chacune en trois segments pressés , de dedans en dehors, par trois ressorts elliptiques munis de vis

et d’écrous. Ces ressorts reçoivent leur pression par jr-r - J 1

1'intermédjaire d’un cercle intérieur, égal en hauteur

aux deux autres, et coupé en trois endroits différents. “ 1 *““3

M. Nasmyth a construit un grand nombre de ees pistons en les garnissant de ressorts en spirale d’acier,

au tien des ressorts elliptiques ordinaires. Mais on a reconnu qu’ils se brisaient trop facilement , et on en a maintenant complètement abandonné l’emploi. Nous avons vu des garnitures annulaires creuses, construites par M. Nasmyth ,’dans le but, nous le pensons, d’obtenir un appareil de garniture parfaitement étauchc à la vapeur sans augmentation de poids.

Tels sont les exemples principaux de pistons pour locomotives que nous ayons à faire connaître. Nous allons décrire, maintenant, quelques pistons de machines à vapeur pour la navigation, pris parmi les exemples les plus recommandables. Tous ces pistons peuvent servir également pour les machines fixes.

PUtois do MM. Mexton et comp., de Leitb.

La figure 222 représente une garniture de pistou construite par MM. Maxton et comp., de Leitb, et qui s'applique aux machines à vapeur pour la navigatioo. Le système de garniture indiqué figure 21 1,

(I) Iji égare ~~0 et le# sairxatee , jutqu't le égaré 225 îndaiiTemcnt , sont k l'échelle de ÿj.

VARIÉTÉS DES PARTIES DES MACHINES A VAPELR

et qui est dû également a ces coi>stn>~teurs, est représenté avec la modification introduite, dans ce» derniers temps, par VI. Douai, de Johnston, prés de Paisley, qui s'est fait patenter pour cet objet.

Cette modification consiste à couper les anneaux obliquement, au lieu de les rompre sur un plan normal. Dans le piston de M. Douai, l'anneau est coupé en plusieurs segments , et , comme on n’emploie qu’un seul anneau, une pièce mobile est appliquée sur l'une des faces de l'anneau, afin de rompre le joint, et de prévenir ainsi les fuites de vapeur qui pourraient avoir lieu par l'ouverture.

La garniture représentée figure 222 recevrait une amelioration réelle par la substitution d’un simple anneau, d'une épaisseur suffisante, aux deux anneaux qu'elle comporte ; et , eu ayant recours à une pièce mobile, à glissement, disposer au-dessous du jqpiit , on rendrait inutile l'emploi delà garniture de chanvre. Toutes Jes autres dispositions de joint, représentées dans les figures précédentes, n'offrent nucun intérêt réel. Présentant, le plus souvent, certaines difficultés d'execution, elles ne rachètent pas cet inconvénient par un avantage bien eonstaté.

t'iftluu n garniture , u spirale de Je-top.

La figure 223 représente une garniture métallique en spirale de Jessop, telle qu’elle n été établie dernièrement par MM. Clnud, Girdvvood et eomp., pour deux petites machines supplémentaires du steamer

fhii Juan. Eu observant l'action des enroulements en spirale, lorsque l'anneau vient a être comprimé dans un diamètre moindre, on comprend que la tension des ressorts est un minimum au centre de l'enrouieinent; et qu'elle va en augmentant du centre vers chaque extrémité dans le rapport de la moitié du nombre des enroulements à l’unité.

Fio. é»3.

Fie. M4

La figure 221 représente une disposition de piston qui a été appliquée dans un grand nombre de circonstances par MM. Claud, Girdvvood et comp. La garniture consiste en quatre anneaux de 2 à 3 centimètres cariés de section, suivant la grandeur du cylindre, dont le diamètre peut varier entre 2 et 13 centimètres. Dans les pistons qui doivent répondre à cette dernière dimension des cylindres, les anneaux sont contournés de manière à offrir un diamètre plus fort de ô centimètres environ que ceux des cv lindros. On les coupe ensuite en un point de leur circonférence, et on les force à prendre le cercle exact qu'ils doivent occuper en les Introduisant dans un moule disposé a cet effet. Les extrémités ont étc préalablc-

PISTOSS.

ment appliquas l’une «mire l'antre à mi- fer, disposition ayant pour but d'empêcher toute fuile de vapeur, sans qu’il soit nécessaire d’avoir recours à une garniture par derrière, laquelle est , cependant, fréquemment ajoutée.

Afin de ramener plus rapidement la surface cylindrique des anneaux A la dimension reelle qu elle doit avoir, une rainure est pratiquée en dehors de la circonférence de chacun d’eux. Cette rainure peut, en outre, servir à rendre le piston étanche en fournissant une retraite à l’huile et aux autres corps gras; c'est même là, dans certains cas, une disposition fort utile.

\ous n'avons observé qu’une seule fois une interruption dans le travail de ce genre de pistou. Durant une période de dix années , il n’a exigé que des réparations fort minimes , sinon tout a fait nuiles.

ristun (le MM. Mftxton et cunip.

I.a ligure lit» donne un plan et une coupe d’un piston s'appliquant A la fois à une machine pour la navigation et à une machine fixe, et qui u été construit par MM. Maxton et comp., de Leith. Ce piston doit être considéré comme l’un des exemples les plus heureux qui puisse servir a caractériser le système de garniture dans lequel ou emploie des ressorts séparés , système le plus généralement approuvé , et dont l'adoption deviendra vraisemblablement générale. La facilité avec laquelle les ressorts peuvent être alternativement tendus et détendus, suivant leur forme première, rend inutile l’emploi des vis et écrous. Le seul point qui puisse offrir quelque objection a l’adoption de ces pistons parait être l'établissement des dix coins, étanches à la vapeur, que ces pistous nécessitent. Mais, tout en reconnaissant la perfection d’ajustage sur la forme du cylindre, dont ces pistons sont susceptibles , nous pensons qu’un degré d’exactitude suffisant , sinon égal, en pratique, pourrait être obtenu avec une moindre dépense.

Cette circonstance, cependant , suppose un cylindre neuf et bieu alésé. Dans tous les cas où les cylindres ont souffert une usure inégale, par les garnitures de chanvre des pistons précédemment employées, ce système de MM. Maxton et comp. présente des avantages réels; et nous croyons que ces constructeurs l'ont fréquemment appliqué, dans des circonstances analogues , avec le plus grand succès. L’idée d’établir des écrous en fer, fixés au corps même duj piston, pour recevoir les vis des extrémités des anneaux, au lieu de tarauder ces vis dans la fonte elle- même, est un perfectionnement réel.

Fio. Ï2'f.

Fiston do MM. Kawcott et Preston.

La Ogure 236 (1) représente une espèce de piston de machine pour la navigation, qui fut, durant un (t) U figurt Ü6 « In flgurut nirautM, jusqu'à l> «pus «1 inclusivement . sont à l'échelle de A.

VARIÉTÉS DES PARTIES DES MACHINES A VAPEUR

certain temps, applique sur une grande échelle par MM. Fawcett et Preston. Ce piston a une grande ressemblance avec le piston pour locomotive de Forrester, dont il réunit les mérites et ks défauts. Il nous paraît inutile de nous arrêter plus longtemps à ce système, après avoir développé, comme nous l'avons fait, les principes généraux qui doivent servir de base pour le jugement à porter sur les diverses variétés

Piiton <ie M. Robert Xapicr.

La figure 227 est une forme de piston appliquée par M. Robert ISapier à quelques-uns de ses navires à vapeur. Ce piston ressemble à celui qui est employé sur les paquebots de la ligne d'Halifax. La forme particulière des cales, contre lesquelles les ressorts pressent, au lieu detre celle ordiuaire d’un coin en V, tient à la fois de celle-ci et de celle que nous avons donnée dans nos planches de détails des machines pour la navigation.

.æMwcjaml

Fio. ÏJ7. Fia.

La Apure SïH représente le piston actuellement adopté par M. Robert Napier. Il se compose de deux anneaux de s ^ centimètres carrés en section (le diamètre du cylindre étant de l.CS mètre), partages en deux segments, dont les longueurs peuvent être entre elles comme t est à S. Chaque anneau est pressé en dehors par un certain nombre de ressorts, ordinairement très roides et très serrés.

La conséquence de cette disposition est une usure tellement rapide pour les anneanx, que l'on est souvent obligé de les renforcer au moyen de lames en cuivre très épaisses, que l’on place à leurs extrémités. .Nous ne voyons pas le motif qui peut porter A diviser les segments dans la proportion ci-dessus indiquée; à moins que ce ne soit dans le but de laisser la facilité d'enlever les anneaux sans enlever la traverse. Autrement un seul joint serait suffisant.

La particularité de ce piston résidé dans la section de 1a circonférence extérieure des anneaux. L’angle sous lequel cette section est pratiquée est très oblique par rapport & ta verticale, tandis, qu’au contraire, la section fuite sur la jante intérieure est dans un plan vertical. C’est ta première fois que nous rencontrons une disposition pareille dans un piston de machine à vapeur.

On voit , à gauche de la Agure, un dessin sur une plus grande échelle indiquant ta forme particulière

PISTONS. 473

du ressort qui s'applique a ce piston. Ce ressort, autant que nous avons pu l'observer, est employé presque exclusivement par M. Robert Napler.

Pi*ton <le MM. Seawnrd.

La ligure 229 représente l’espèce de garniture annulaire employée par MM. Senward. Il n'y a qu’un seul anneau, de 9 J sur a ^ centimètres environ. La force de détente nécessaire est communiquée à cet an*

Fio. 22y

neau , soit au moyen de la compression qu'il éprouve dans I intérieur du cylindre d'un diamètre moindre, soit au moyen du martelage sur sa face intérieure après sou introduction. L’anneau est. coupe seulement en un seul endroit. Une pièce de métal de 21 à 22 centimètres de longueur, sur une épaisseur égale à la moitié de celle de l’anneau, et une hauteur d’environ le tiers, est appliquée intérieurement au cylindre, et sur la partie supérieure de la jante, dans le but de rompre le joint de section. Par dessous se

trouve une cak, maintenue par des vis à l’une des l'autre bout. Cette cale sert à empêcher la vapeur de s’échapper par le joint. Pour augmenter la force d’élasticité, l’anneau se trouve, en outre, pressé en dehors par six ressorts elliptiques.

Le piston de MM. Senward est, sous tous les rapports, l’un des plus avantageux que nous connaissions. Cependant , quand l’anneau vient à s’user, il se produit un dérangement dans le joint entre l’anneau et le petit segment métallique additionnel. Le joint s’agrandit aux deux extrémités , ainsi que l’indique la figure, ce qui est un inconvénient réel.

Piston du «tttiMl Don Juuu.

I.a ligure 23ü représente, en plan et en coupe, le piston du steamer de la marinr royale Don Juan. I.c cylindre des machines a un diamètre de 1 .78 mètre. Il se compose de deux anneaux coupés en deux segments, dont l’un, celui du plus petit diamètre, n'est que le tiers de la circonférence du piston. Les joints Première Stction.

extrémités de l’anneau , et complètement libre A

Fia. 230.

474 VARIÉTÉS DES PARTIES DES MACHINES A VAPEUR

sont garantis par des coins en V, et la garniture est maintenue étanche par «les ressorts elliptiques bien tendus.

Piston «le» steamers des Indes orientales Trent et hii, de MM. Miller, Ravmliill et comp.

La ligure 731 représente l’espece de piston employée par MM. Miller, Ravenhill et comp. L'anneau

est tourné dans toute son épaisseur, jusqu’à la mortaise. On entaille alors l’anneau de manière à » que les abouts se rejoignent, et le tenon est ainsi pris dans le métal même qui compose l’anneau. La bride en fer forgé sert à détendre ou à resserrer le cercle. On obtient oe résultat en chassant un coin métallique, soit à l’une, soit a l'autre extrémité de la bride. L'une de ces extrémités est retenue a l'anneau par un boulon qui glisse librement dans un trou pratiqué dans la bride elle-même. On conçoit, dés lors, que l’anneau puisse être, à volonté, détendu ou resserré au moyen d'un coin que l'on chasse plus ou moins entre la bride et l’une des extrémités de la pièce métallique qui sert à recouvrir le joint.

Piston des paquebot* dos Indes orientales, Tkamn et Jfedu-ay, de MM. Mand&Uv Hls et KieM La figure 233 représente le piston employé pour les machines des paquebots à vapeur construites par

MM. Maudslay et Kield. Dans ces pistons, la languette ne fait point partie de l'anneau même. Elle est remplacée par une pièce additionnelle serrée au moyen de coins ; l'ouverture qui la reçoit est inclinée, afin d’empêcher une projection de vapeur dans le cylindre. Dans cette espèce de garniture, comme dans la précédente, les lnnguettes sout naturellement encastrées dans la surface des anneaux , et recouvert)** par uue pièce métallique servant à empêcher le fluide de s'échapper.

Ce genre de garniture parait être l’un des meilleurs que l’on ait encore employés. Il faut dire, cependant , que sur les navires des Indes orientales , on s’est aperça que les pistons ne devenaient réellement étanches qu’apres l’introduction de ressorts servant ù comprimer les anneaux. Il est donc démontré que l’élasticité de ces anneaux est insuffisante, et l’un des défauts les plus ordinaires des pistons métalliques réside dans la trop grande faiblesse des ressorts. Dans un grand nombre de cas , en effet , il nous est arrivé de reconnaître que ces ressorts présentaient trop peu de force, sans jamais avoir rencontré le défaut contraire.