DIFFÉRENTS SYSTÈMES DK PI8T0N8 EMPLOYÉS

Dans les différents systèmes de pistons employés dans la marine, nous ferons ressortir les dispositions relatives aux garnitures, leur modo de serrage et la modification qui a été apportée dans la forme des pistons en employant l'acier au lieu de la fonte, dans le but d'en augmenter la résistance tout en diminuant leur poids et les seuls qui puissent être employés dans les machines puissantes el à grande vitesse.

Dans cette description, nous commencerons par les pistons des anciennes machines à moyenne pression qui ont été le point de départ de la construction des machines actuelles.

PisUm XaMline (fig. 41). — Ce piston P se compose d'un disque circulaire D et de la carcasse K'K' intérieure évidée et de la cou'^ ronne G fixée au piston P par le moyen des vis VV, placées éga«

lement sur tout le pourtour, se vissant dans les écrous EE encastrés dans répaisseur de la carcasse : toutes ces vis sont maintenues à poste par un frein circulaire F noyé dans une rainure pratiquée sur la face de la couronne ; ce frein est maintenu à poste par des prisonniers V, il porte des empreintes sur lesquelles s'emboîtent les pans correspondants des vis V.

La garniture complète se compose de quatre bagues placées par deux au-dessus l'une de l'autre ; les deux bagues BBee sont extérieures et coupées en sifflet ou en biseau appliquées contre les parois du cylindre ; les coupures de ces garnitures sont placées extérieurement aux bords de l'orifice du cylindre, afin que ces extrémités ne viennent pas se détendre dans cet orifice; ces garnitures, par suite de leur différence d'épaisseur ont déjà une bande naturelle qui est complétée à 200 grammes par centimètre carré par l'adjonction de trois ressorts placés à leur partie supérieure; ces ressorts ont une bande fixe naturelle donnée avant leur mise en place; les extrémités de ces garnitures sont écartées de façon à leur permettre un jeu naturel sans se toucher par leur dilatation.

Les deux garnitures intérieures BB ont leurs extrémités rejointes par un prisme hexagonal qui forme avec ces garnitures un cercle continu; par leur dilatiition elles appuient donc naturellement contre les garnitures extérieures et font office de ressorts. Les trois ressorts qui sont à la partie supérieure des garnitures portent un talon rectangulaire du c6té de leur courbure extérieure, ce talon est encastré sur la carcasse du piston et les extrémités des ressorts appuient contre les garnitures; ces ressorts ne peuvent donc pas glisser autour du piston. Le piston repose à sa partie inférieure sur deux cales KK.

Piston du « Courbet» (Creusot) (fig. 37 bis),— Ce piston, comme nous l'avons déjà précédemment défini, est un plateau circulaire en fonte, allégé par des compartiments intérieurs vides, portant une lèvre extérieure alésée de quelques millimètres en moins que le cylindre ; c'est sur cette lèvre LL que repose la garniture G composée d'une seule bague d'égale épaisseur anti-frictionnée, avec couvre-joint en bronze parfaitement ajusté contre la garniture et avec tenon guidant les extrémités de la coupure (voy. fig. 39). La garniture est appuyée contre les parois du cylindre à l'aide de 90 ressorts à boudin en acier disposés par groupe de trois ; la bande de ces ressorts est fixée avant leur mise en place ; il faut donc que cette bande soit la même pour tous, puisqu'ils ont la même hauteur, ils ne peuvent pas avoir une bande différente ; on

Toblient par des poids marqués; la couronne c est fixée à la carcasse du piston P à l'aide d'une série de vis V vissées dans des écrous E en bronze, noyés sur le pourtour de la carcasse du piston un frein circulaire noyé dans une rainure pratiquée sur la face extérieure de la couronne empêche le desserrage des vis, quatre

cales en fer placées à angles droits servent à centrer exactement le piston dans le cylindre : la bande de la garniture qui est complètement obtenue par les ressorts est d'environ 250 grammes par centimètre carré. Les trous à sable ont été fermés par des entreloises E taraudées dans l'épaisseur des faces de la carcasse du piston, puis rivetées ensuite afin d'assurer l'étanchéité et d'empêcher leur dévissage.

Piston de « rAmiral-Duperré » (Forges et Chantiers de la Méditerranée. — Ce piston P est également en fonte de fer à carcasse allégée par des évidements intérieurs. La couronne A est également ûxée au piston comme dans la figure 42 à l'aide de vis se vissant dans des écrous noyés sur le pourtour, un frein les empêche de se desserrer ; la garniture B est anti-frictionnée et d'inégale épaisseur ; elle est égale à l'épaisseur du piston afin d'augmenter sa surface frottante ; elle porte une saillie qui est juste d'épaisseur de la gorge formée par le piston et la couronne et assure son étanchéité ; les extrémités sont munies d'un couvre- ^^'

joint déjà décrit. Le serrage de cette garniture se fait à l'aide des vis V portant une embase e logée sous l'épaisseur de la couronne, ces vis se vissent dans un écrou mobile E taillé en coin, sa face verticale glissant perpendiculairement contre la face C de Ja gorge du piston, la face inclinée de l'écrou E glissant contre Ja face C d'une cale ayant la même inclinaison, l'écrou et la cale constituent le serrage d'une clavette, sur la cale C'est fixé, parle moyen des vis rr, un ressort par une de ses branches R,

Fig. 44.

tandis que l'autre branche R' appuie contre la garniture ; ces ressorts ressemblent à ceux d'une voiture, c'est un anneau aplati. Connaissant le pas delà vis V^', lecarlement produit par la descente de l'eau E, pour un déplacement de la vis déterminé, on pourra connaître la bande que l'on aura donné au ressort. La

flexion de ces ressorts ayant été déterminée à l'avance ; la tension est d'environ 2oO à 300 grammes par centimètre carré; un frein /maintient les vis V à porte.

Piston de la « Dévastation »

(fig. 44), de Ta Amiral-Bandin », etc. (Indret). — Le piston P de la Dévaslalioriy de VAmiral-Baudin, construit par l'usine d'Indret est également en fonte ainsi que sa couronne G qui est fixée au piston par une double rangée de vis VV dont les têtes sont noyées dans son épaisseur, elles sont munies de frein f f pour empêcher leur desserrage; la garniture se compose de deux bagues BB, munies de nervures nrif contre lesquelles appuie une cale K. Cette cale K est appuyée par une broche 6' en bronze, logée dans une cloche en bronze 66 fixée au piston; à l'extrémité de cette cloche se visse un écrou E que l'on visse à l'aide d'une tête ty cet écrou E appuie sur une série de ressorts H emprisonnés dans la cloche 66; la tension de ces ressorts a été parfaitement déterminée ; connaissant la hauteur du pas de l'écrou E, on saura donc toujours par un mouvement déterminé qu'on lui imprimera de combien on aura affaissé les ressorts R et par conséquent, la pression que Ton aura exercée sur la broche 6' et sur la cale K et par suit'^ sur les garnitures.

fi

Vue en coupe.

3^"«iil

Vue en plan couronne enlevée.

Fig. 45.

Piston de « rAlgésiras » (construit par l'arsenal de Toulon) (fig. 45). — Ce piston P est également en fonte de fer, sa couronne A est de même métal renforcé par une nervure circulaire qui s'engage dans la carcasse du piston. La garniture

DESCRIPTION DES MAGHIKES

se compose de deux bagues superposées et d'inégale épaisseur non anti-friclionnées ; elles sont à coupure droite rendues étanches par un couvre-joint g portant un talon noyé dans le corps de \ épaisseur du piston. La bande des garnitures est obtenue par une série de ressorts RR munis de talons logés dans des mortaises pratiquées sur le pourtour du piston, leur tension est déterminée comme celle des autres pistons. Le piston repose à la partie inférieure du cylindre sur deux cales KK qui portent le poids, et servent de centrage; on ajoute des petites cales intermédiaires à ces dernières pour compenser l'usure des garnitures. La couronne est maintenue au piston par une série de vis portant un frein circulaire fixé au corps du piston. Ce piston est muni de quatre tiges, la fixation de ces tiges se fait à l'aide d'un écrou cylindrique E portant deux trous tt dans lesquels on engage une clé à deux tenons. Le démontage de ces écrous présente des difficultés; noyés ils suppriment leur logement dans les fonds et dans les couvercles.

Grand piston dn « Tonrville ». — Cette machine construite par les Forges et Chantiers de la Méditerranée est à quatre paires de cylindres agissant par paire au Woolf ou tandem.

La garniture B de chaque grand piston se compose d'une seule garniture B en fonte de fer, sans être antifrictionnée au début, et qui pourrait l'être dans la réparation importante qu'a pu subir la machine de ce croiseur ; cette bague a une coupure droite fermée par un couvrejoint G fixé à l'une de ses extrémités à la garniture par les deux vis w à tête fraisée et encastrée dans son épaisseur, une troisième vis v' fixée à la bague maintient le couvre-joint à poste en traversant une mortaise longitudinale pratiquée dans le sens de la longueur du couvre-joint et en laissant un jeu suffisant pour la dila- Uition de la bague. Le bandage de la bague B se fait par la manœuvre d'une vis dont les deux extrémités V et V sont terminées par des pas contraires ; sur cette vis est clavcté un pignon K recevant son mouvement d'un pignon P dont l'axe traverse la couronne. Taxe de ce pignon est porté par les paliers P, P'. Aux extrémités V, et V de la vis sont vissés deux écrous E et E' se déplaçant Jongitudinalement lorsque l'on agit sur le pignon K et la vis P. Ces écrous E' et E appuient sur des ressorts R' R — R' R doubles, formant une ellipse allongée, forme de ressorts de voitures ou de frein de Prony, on conçoit parfaitement qu'en agis-

Fig. 46. — Piston du Tom^ille.

sant sur P, sur V et V, on comprime plus ou moins les ressorts R' R — R' R et que l'on détende la bague BB contre les parois du cylindre. Comme dans les autres pistons, il faut avoir une connaissance exacte de la compression que l'on fait subir aux ressorts R' R, pour un déplacement quelconque du pignon K et de la vis P.

Vuel. •

Fig. 47, vuel, 2, 3. — Piston du Gaulois.

Fig. 48. vues 1, 2, 3. — Piston de Ylsly.

Piston da « Gaulois ». — Ce piston P comme l'indique la figure 47 est de forme conique fortement renforcé à l'emmanchement de sa tige T qui est cylindrique avec embase E et ergot H pour l'empêcher de tourner, elle est serrée par l'écrou P, ce piston est en

acier moulé, sa couronne est en même métal fixée par des vis K K se vissant dans des écrous E noyés dans des compartiments ménagés sur le pourtour du piston ; elle est maintenue à porte par une série de prisonniers pp, munis d'une goupille double ouverte. La garniture est formée d'une seule bague en fonte de fer d'inégale épaisseur, lui donnant déjà une bande naturelle; des ressorts t de forme parabolique en achèvent la bande et déterminent la pression contre la paroi du cylindre; la garniture G porte des stries circulaires ce qui en assurent l'étanchéité en formant des réservoirs à l'eau grasse et à la vapeur, matières qui forment une garniture etanche ; un couvre-joint T placé à la coupure de la garniture forme un joint également étanche. Les ressorts rr qui donnent de la bande à la garniture reposent sur des tasseaux p fixés à la garniture, quand on veut rectifier la position du piston ou donner du serrage aux garnitures, on introduit des cales entre le ressort et le piston.

La garniture, comme il est indiqué par la figure 47 porte une saillie circulaire qui s'engage à frottement doux dans la gorge formée d'une part par la lèvre inférieure du piston et la couronne. Comme il est également indiqué par la vue 3 le couvrejoint est à tenon et fixé par l'une de ses extrémités à la garniture par la vis vv.

Piston de a llgly » (Machine horizontale construite par Indret). — Ce piston, comme le précédent, est en acier moulé affectant la forme indiquée par la figure 48. La garniture B est formée par une seule bague en fonte de fer; elle est striée sur son pourtour pour la même raison que celle du Gaulois; elle est d'inégale épaisseur pour leur assurer une bande naturelle, elle porte une jîelîte saillie intérieure qui s'encastre dans la gorge gg du piston, sa hauteur est celle du piston ; sa coupure est droite, elle porte un couvre-joint J semblable à ceux qui ont été déjà décrits, seulement sa plaque repose sur un ressort r s'appuyant lui-même sur un tasseau t; chaque ressort de la garniture placé sur son pourtour repose de la même façon, la bande est donnée à chaque ressort avant sa mise en place. La couronne c du piston est ^\xée à ce dernier à l'aide de vis « vissées dans l'épaisseur du piston, un frein circulaire empêche ces derniers de se desserrer. La tige du piston a un emmanchement cylindrique avec embase E et ergot H avec écrou P de fixation.

Pour recentrer le piston après usure des garnitures, il existe une disposition spéciale composée de deux coins de relevage placés un peu au-dessous du diamètre horizontal du piston. Sur ie pourtour du piston est solidement fixée une pièce en fer K (vue 3) contre laquelle vient s'appuyer un écrou E en bronze taiiJé en plan incliné sur une de ses faces, laquelle glisse le long

MAGHINBS A VAPBUB IIARmBS

d'une cale 0 formant un plan incliné mk. Par cette disposition on voit facilement que quand on tourne la vis V appuyée par une embase e' contre la couronne G et par sa partie inférieure dans l'épaisseur de la lèvre du piston, cette vis ne peut prendre qu'un mouvement de rotation et c'est Técrou e qui descend et par sa forme agissant sur sa cale 0 et la pièce q fait remonter le piston de la quantité voulue. Dans les machines quelle que soit la direction de Taxe des tiges des pistons, il faut qu'elles soient bien centrées par rapport à Taxe des presse-étoupe si l'on veut éviter les échauffements et les fuites de vapeuret rentrées d'air. Quand l'on dégarnit les presse-étoupe, il faut s'assurer, en faisant fcure un tour à la machine de la façon dont la tige se conduit dans son presse-étoupe. D'un autre côté il y a aussi la glissière de la tige qui peut s'affaisser, il faut donc corriger les deux erreurs à la fois si l'on constate qu'il y a eu affaissement.

Fig. 48 bis. — Pis Ion du Cassard.

Co ])i»toii P!»l vn uricr ; la couroiiuu CC porte le» garuiluron (\\i\ sont des petits scgmenls d'acier de 18 niillim^tros de hauteur logés dans des rainures pratiquées sur le pourtour d« la couronne ; ces se^'nienls sont placés comme dans une garniture suédoise. La couronne est fixée au piston à l'aide de vis VV taraudées dans une saillie circulaire venue de for^o ou de coulée a>ec le piston. L'emnianchemcul do la tif^o est cylindrique avec embase, écrou E et goupille frein U,

Piston des machineB à fourreau. — Ce piston P est en fonte et venu de fonte avec la partie intérieure E du fourreau, la partie extérieure E' du fourreau F porte une collerette c fixée au piston

DESCRIPTION DES UAGHINBS

Fig. 49.

à l'aide de boulons v ou au Heu de boulons par des vis se vissant dans des écroua noyés dans la carcasse du piston; sur la partie intérieure est solidement boulonné le tourillon ip du pied de la bielle motrice, à l'aide de boulons 66 munis d'écrous et contre -écrous et:. La garniture se compose de deux bagues en fonte à coupure droite et d'épaisseur inégale. Comme dans tous les pistons la bande naturelle de ces bagues est complétée par des ressorts dont la tension peut être constante ou par des ressorts pouvant être bandés par un des procédés déjà décrits. Ces pistons étaient soutenus à leur partie inférieure par des cales. La partie délicate du fourreau, et pour assurer un bon fonctionnement à la machine, était le sens que l'on devait apporter à la confection du presse-étoupe. Il était essentiel que le piston fut bien centré ; sous cette condition, il se produisait des échauffcments très dangereux pour la sécurité du piston. Ce type de machine n'a pas donné d'excellents résultats, celles qui ont été construites par l'usine d'Indret fonctionnent d'une manière satisfaisante.

Pifltoiif des torpilleurs. — Ces pistons sont en acier, et généralement dans les nouvelles machines de forme conique et en acier, sa garniture peut se composer d'une seule bague logée dans une gorge pratiquée sur le pourtour du piston ; il n'y a pas de couronne, le métal de la bague est un bronze spécial donnant lieu à un frottement très doux sans produire de rayures contre les parois du cylindre ; les extrémités de la garniture se croisent moitié par moitié de leur hauteur (disposition fig. 38, vue 3) il faut agir prudemment pour la mettre en place et ne pas la casser en l'ouvrant et pour la sortir il faut faire usage d'une série de petits coins pour la décoller et l'ouvrir; un ressort circulaire en feuillard d'acier et ondulé sert à appuyer la garniture contre les parois du cylindre et à lui maintenir sa bande naturelle.

Les pistons des torpilleurs construits par M. Thornyeroft sont des pistons suédois à trois garnitures. Les pistons des torpilleurs

Fig. 50.

sont représentés dans les coupes des machines. On les a rendus le plus simple possible, on a supprimé les couronnes et leurs boulons, il ne reste d'écrou que celui de fixation de la tige; on a voulu diminuer le poids le plus possible et supprimer tout ce qui pourrait donner lieu à des avaries.

Piston suédois (fig. 50). — Ce piston peut-être en acier et venu de forge avec sa tige, ou celle-ci peut être rapportée comme sur les torpilleurs Thornyeroft ; pas de couronne, la garniture peut

comprendre quatre ou cinq segments logés dans des cannelures cylindriques pratiquées sur le pourtour du piston et espacées d'environ i centimètre l'une de l'autre, selon le diamètre et la hauteur du piston. Ces bagues peuvent avoir jusqu'à 2 centimètres de hauteur ; c'est une affaire du constructeur, elles sont en acier d'inégale épaisseur à coupure droite ; quand elles ont une certaine hauteur leurs extrémités peuvent se superposer moitié par moitié (vue 3, fig. 38). Dans leur mise en place on a soin de placer les coupures de façon à être également réparties sur le pourtour du piston.

Dans la figure 50 il y a trois bagues ggg logées librement dans les cannelures rrr pratiquées sur le pourtour du piston P dont la tige ï est venue du même jet de forge. Ce piston étant vide est léger, se prête facilement aux grandes vitesses.

Pistons de canots à vapeur {ûg. 51). — Ces pistons dans les vedettes peuvent être du genre suédois avec une série de cinq petites bagues logées dans des cannelures ; ces bagues n'ont guère qu'un centimètre de hauteur ; leurs coupures sont espacées régulièrement; sur le pourtour de la circonférence dans les moteurs des torpilleurs ce sont des pistons suédois qui sont employés.

La tige T est venue de forge avec le piston, on ferme l'évidement du piston P par une plaque B maintenue à l'aide de vis vv.

Fig. ol.

Pistons de canots à vapeur {Cig, 52). — Autre disposition, — Ce piston P est en fonte de fer possédant à son centre un moyeu muni de quatre nervures nnn perpendiculaires. Ce moyeu est percé d'un trou cylindrique pour recevoir sa tige T ; contre les quatre

DESCRIPTION DBS MACHINES 81

branches du croisillon M s*appuient les ressorts rr qui bandent la garniture b; la gorge où elle est logée est formée par la lèvre inférieure du piston et par une couronne G s'emboltant dans le moyeu du croisillon ainsi qu'il est indiqué par la figure 52 (coupe 44) ; la tige du piston relie par son écrou E, ces deux parties; un couvre-joint J établit l'étanchéité de cette garniture.

Epaisseur du piston. — Gomme nous l'avons dit dans les pistons en fonte, la carcasse du piston est évidée, et Ton donne généralement à l'épaisseur de la fonte qui constitue ces cloisons répaisseur des parois du cylindre ou légèrement moindre; la hauteur totale du piston est donnée par l'usine d'indret par la formule suivante h = 0,08 y/P + 0«,03. On fait P pression égal à i pour les cylindres détendeurs, on prend aussi quelquefois h' = 0,0S5 + 0,168 ^W; D représentant le diamètre du piston.