CHAPITRE XIV

EMBRAYAGES.

EMBRAYAGES RECTILIGNES.

219. Nous comprenons sous la dénomination 'd'riwbrayages les appareils accessoires destinés à produire à la volonté du mécanicien une modification brusque dans la marche d'une machine (XXVI).

On peut, par leur moyen, changer la grandeur ou le sens de la vitesse, et en particulier effectuer la mise en marche ou l'arrêt de l'appareil.

Nous distinguerons d'abord deux sortes d'embrayages, suivant que la modification reste à la volonté du mécanicien ou qu'elle est effectuée par la machine elle-même à des instants déterminés. Une troisième catégorie comprendra les embrayages qui permettent la marche [dans un sens en entravant complètement la marche rétrograde, et qu'on appelle encliquetages.

Première catégorie. — Embrayages.

Deuxième catégorie. — Déclics.

Troisième catégorie. — Encliquetages»

Embrayages. — Les embrayages ordinaires sont des ap-

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pareils de natures très-diverses que nous pourrons néanmoins rattacher aux quatre types suivants :

Premier genre. — Embrayages reelitignes.

Deuxième genre. — Embrayages par soulèvement .

Troisième genre. — Manchons d'embrayage.

Quatrième genre. — Courroies d 'embrayage.

220. Embrayages rectilignes. — Barres d'excentrique. — Le problème du changement de marche dans une locomotive revient au renversement de la vapeur dans le cylindre; car si Ton place alternativement sur chacune des faces du piston, dans une position donnée, le vide du condenseur ou la pression de la vapeur, il se déplacera d'un côté ou de l'autre, et avec lui tout Je train dont il détermine le mouvement. Il faut donc faire en sorte que le tiroir de distribution se meuve dans un sens ou dans l'autre pour que les lumières qu'il démasque par ce mouvement se trouvent eu communication avec la boîte à vapeur ou avec le condenseur. Or le tiroir est manœuvré par un excentrique circulaire à collier, ce qui revient, comme nous l'avons vu, au point de vue géométrique (Kïo), au système d une bielle et d'une manivelle qui aurait pour bras l'excentricité. 11 faut donc que cette dernière se trouve successivement au-dessus et au-dessous de l'arbre tournant, pour que la > liesse acquise de rotation de ce dernier manœuvre l 'extrémité du bras d'un côté ou de l'autre. L'impossibilité de décaler et de recaler ainsi à chaque instant l'excentrique pendant le mouvement conduit à en disposer deux n l'avance avec des excentricités diamétralement opposées ('), et le problème

( 1 ) En réalité, le» eicentricîtés, au lieu d'ôtro à 180 der»ré* l'uno de I autro, formera un anBle oblus, comme on le voil sur les fg. 187 cl iSS (/'/ XII). Cette modification porte le nom d'wancr insulaire, clic est MCMtlIéa par l'emploi du tiroir à recouvrement, dont l'explication neigerait des Hélait* tout à fait étrangers ù notre sujet actucL

aa8 ÉTUDE GÉOMÉTRIQUE DES MÉCANISMES.

revient alors à établir la communication de l'arbre et du tiroir successivement par l'un ou par l'autre de ces excentriques.

Le moyen le plus anciennement employé pour cela consiste dans l'einploi des barrés d excentrique (Pl. XII, fig. 187). Les deux bielles se terminent alors par une selle que Ton met à cheval sur le bouton de la lige du tiroir; les becs disposés de chaque côté de ces selles font l'office d'entonnoir pour diriger avec sûreté le bouton dans l'encoche pendant le relèvement ou l'abaissement du système. Cette manœuvre s'effectue au moyen d'un levier de relevage, et de la barre qui réunit les deux bielles. Au moyen de ce dispositif, le bouton n'est jamais mené que par un excentrique, l'autre cessant alors de contribuer à la transmission.

221 . Coulisse de Stephcnson. — Un moyen de beaucoup préférable consiste à remplacer la tige de réunion des deux bielles par une pièce à coulisse qui réunit les deux selles, et dans laquelle est engagé, de manière à n'en pouvoir sortir, le boulon de la tige du tiroir (PI- XII, Jig. iSS).

Par là, d'abord on supprime radicalement le danger de manquer le bouton, malgré les fourches, pendant le relevage.

On réalise en même temps un avantage important. On n'est plus, en effet, forcé de placer le bouton dans chaque selle; auquel cas il n'est mené que par un excentrique, sans que l'autre concoure à la transmission. On peut encore le mettre au milieu de la coulisse; dans ce cas, le tiroir qui participera également, en raison de la symétrie, aux deux mouvements contraires des excentriques restera en repos dans une position moyeunc, ce qui supprime le jeu de la vapeur. On peut enfin le mettre dans une série de positions intermédiaires qui, le faisant participer plus ou

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moins aux mouvements de chacun des excentriques, feront varier sa course depuis zéro, pour la position moyenne, jusqu'au maximum que l'on obtient aux extrémités. Et celte variation de la course est d'une grande importance, car elle modifie le temps de l'ouverture et de la fermeture des lumières, c'est-à-dire la délente de la vapeur, et, par suite, la force en chevaux de la machine.

222. Le dispositif, tel qu'il vient d'être décrit, présente un inconvénient assez réel. Si nous supposons, pour plus de clarté, l'arbre au repos, et que nous effectuions seulement le rclevage, ce mouvement imprimera évidemment au bouton un déplacement cl produira, par suite, un dérangement dans sa position moyenne et dans la distribulbn qui en dépend.

Pour éviter ce déplacement, on a proposé de briser la tige du tiroir cl de faire agir le système de relevage sur la pièce articulée qui le termine (Pl. XII, fig. 189). De plus, la eoulissc a alors la forme d'un cercle dont le centre se trouve sur l'arliculalion même. De cette manière, le relevagc de cette pièce s'opère par un mouvement de rotation sans déplacer son centre, ni le tiroir qui lui est relié. Ce dispositif est connu sous le nom de coulissa renversée. Il a en revanche l'inconvénient de donner au système un assez grand développement en longueur.

223. Le mouvement de la coulisse est excessivement compliqué. Il a été l'objet d'une étude très-approfondie de la part de M. Phillips. Je lui emprunterai une construction fort élégante du centre instantané (Pl. IIIf Jig.

Nous savons que ce centre se trouve sur les normales aux trajectoires des différents points (VIII). Une première normale sera la bielle de relevage KH. Car le système de relevage étant une fois Gxé dans une position quelconque, cette bielle oscille autour de son extrémité K. Un quelconque de

a3o ÉTL'DE 'GÉOMÉTRIQUE DES MÉCANISMES.

ses points, par exemple l'articulation H, qui la réunit à la coulisse, décrit dune un cercle autour de K et HK est la normale de ce point de la coulisse.

Pour achever de déterminer la position SI du centre instantané sur la bielle de relevage, je supposerai le problème résolu. Si a est la rotation élémentaire de la coulisse autour de H, le déplacement linéaire de son extrémité B aura pour valeur fil), a, et sa direction sera normale à ftB. Le centre instantané m de la bielle d'excentrique A 15 se trouve dès lors sur I2B et sa rotation élémentaire est exprimée par

L'autre extrémité A de cette bielle éprouvera dès lors uu déplacement linéaire

normalement à m A; mais ce déplacement doit être aussi normal à OA, puisque ce point d'altaclic partiripe à la rotation de l'arbre tournant. Ainsi A est le prolongement de OA, et la rotation de l'arbre tournant aura pour valeur

nB . w A . a i «lî ÔÂ'

Pour simplifier celte expression, menons par le centre instantané il de la coulisse les parallèles CIC, ftC aux excentricités OA, OA', les triangles semblables SI BC, wBA donneront la proportion

ilC «A ÛB ~ aB.«A

il B u B 9

= QC.

mB

Par là la rotation élémentaire de l'arbre tournant O devient

EMBRAYAGES. 23 1

ne

OA

.Mais, en raisonnant de la même manière pour l'autre moitié de l'appareil, nous la mettrons également sous la forme