Episodes étonnants et anecdotes de l'Epoque 1

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Jielcé76
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Re: Episodes étonnants et anecdotes de l'Epoque 1

Message par Jielcé76 » mer. 11 sept. 2019, 10:31

Bonjour tous,

J' abonde dans le sens de Labans et remercie Patlantic qui nous régale avec cette époque "un" où on pouvait presque tout oser. :applause:

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Patlantic
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Re: Episodes étonnants et anecdotes de l'Epoque 1

Message par Patlantic » mer. 11 sept. 2019, 10:49

.

À Labans et Jielcé76 : Merci ! :D
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Sommaire de ce fil

Liste des sujets des pages 1 à 29 :
Voir ici :
viewtopic.php?f=5&t=77417&start=436

Sujet de la page 30 :
1850-1851 – Le concours de locomotives du Semmering

Sujet de la page 31 :
Entre 1851 et 1853 : 21 projets de locomotives pour le Semmering
- Le projet de l’ingénieur Kirchweger, de Hanovre
- Trois projets de l’ingénieur français Tourasse
- 10 projets de J. A. von Maffei
(À suivre)
Pat l'antique

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Re: Episodes étonnants et anecdotes de l'Epoque 1

Message par Patlantic » ven. 13 sept. 2019, 19:22

.

1851-1853 – 21 projets de locomotives pour le Semmering
(4ème partie)


La société John Cockerill propose
une incroyable locomotive asymétrique !





Les ingénieurs de Cockerill ont déjà fortement innové quand ils ont conçu la Seraing pour le concours du Semmering, mais avec ce projet ils se surpassent !
Il s’agit d’une locomotive articulée 020+020T à deux cylindres extérieurs placés du même côté et dont les quatre essieux sont accouplés.

Anatole Mallet a consulté le livre et l’atlas d’Engerth, mais il n'a pas lu le texte ni étudié correctement les dessins, car dans son Étude sur les locomotives de montagne de 1912 (04) il décrit cette locomotive comme ayant quatre cylindres alors qu’elle n’en n’a que deux et il passe sous silence sa particularité la plus ahurissante.

Sachant qu’Engerth était en rapport étroit avec les ingénieurs de Cockerill (ils établiront plus tard les plans de détail de la locomotive articulée conçue par Engerth), on peut lui faire confiance pour la description dont je résume à ma façon les points essentiels. Et d’ailleurs le texte et les dessins sont sans équivoque.

Les deux premiers essieux font partie du châssis de la locomotive qui porte la chaudière et les bâches à eau.
Le châssis du tender comporte deux essieux dont l’un est placé en avant du foyer de la locomotive et l’autre en arrière. Ses longerons encadrent le foyer en laissant de l’espace et ils portent le plancher du poste de conduite et la hotte à combustible.
Les longerons du châssis de la locomotive sont prolongés vers l’arrière et appuient sur le châssis du tender par des surfaces de contact glissantes situées sur les côtés du foyer, mais l’articulation des deux châssis est réalisée par un pivot placé exactement au dessus du premier essieu (C) du train arrière (c'est-à-dire de la partie tender), comme on le voit sur la figure 4 du plan.

Le châssis du tender supporte ainsi une partie du poids de la chaudière. C’est une configuration qui inspirera Engerth quand il créera le type de locomotive qui porte son nom.

Image
Zeitschrift des österreichischen Ingenieur-Vereines, octobre 1853, domaine public
Sortir l’image, elle est plus grande !

Le train avant et le train arrière de cette locomotive tender articulée possèdent chacun deux essieux mais seulement un seul cylindre chacun, qui est placé à l’extérieur, du côté droit de la locomotive, avec la bielle motrice et la bielle d’accouplement. De ce côté, tous les longerons et boites d’essieux sont intérieurs.
Sur le côté gauche ils sont extérieurs et il n’y a pas de bielle d’accouplement, mais seulement les excentriques de l’embiellage de distribution et des pompes à eau. Un système de leviers transversaux non évoqué mais indispensable transmet le mouvement aux tiroirs qui sont placés du côté droit !

Pour que le centre de gravité de cette locomotive asymétrique reste dans l’axe médian, la chaudière est déportée sur le côté gauche - comme beaucoup plus tard sur les Shay étasuniennes. Remarquer sur la coupe transversale les bâches à eau latérales de largeurs différentes.
Le fragment de vue de dessus confirme le décalage latéral du foyer (donc de la chaudière) par rapport au pivot du bogie arrière qui est placé juste au dessus de l’essieu (C). À propos pivot, si on agrandit les dessins de la figure 4 (au milieu) et de la figure 2 (en bas à gauche), on remarque que l’articulation semble comporter une butée à billes – mais Engerth n’en dit pas in mot.

La chaudière est de section légèrement elliptique.


Ce n’est pas tout. On sait que les essieux sont accouplés par paires. Pour éviter le patinage éventuel d’un train moteur, les ingénieurs décident de synchroniser les huit roues de la locomotive en accouplant le dernier essieu du train avant (B) au premier essieu du train arrière (C) par une bielle intérieure.
Ceci est géométriquement exact en donnant à la manivelle intérieure de l’essieu (C) des portées sphériques, car en courbe le train arrière prend une position radiale mais son premier essieu (C) ne se déporte pas latéralement puisqu’il est placé sous l’articulation.

Pour garantir son horizontalité, la bielle intérieure, solide et épaisse, est prolongée jusqu’à l’essieu avant (A) qui est également coudé.
Les essieux (A) et (B) étant déjà accouplés par une bielle extérieure, la liaison entre la bielle intérieure et l’essieu (A) n’a en réalité pas de puissance à transmettre, mais il est indispensable de trouver une solution pour éviter que les différents mouvements verticaux des essieux dus à la suspension brisent la bielle.

Engerth cite l’explication donnée par Cockerill.
Si un essieu tend à quitter l’alignement lorsque les trois manivelles intérieures sont en position horizontale (ou approchante), la résistance que la bielle très solide applique sur la manivelle horizontale de cet essieu crée une force verticale suffisante pour forcer vers le haut ou vers le bas cette manivelle en faisant tourner (patiner !) d’une quantité minimale les roues de cet essieu.
(Remarquer que cette idée fonctionnerait surtout pour l’essieu (C), puisque les deux autres sont accouplés par une bielle extérieure – à moins de donner un jeu important à toutes les articulations. Curieusement, Engerth ne parle pas de cela.)
Le risque de rupture ne se produit que lorsque les manivelles intérieures de ces trois essieux sont en position verticale ou approchante, car la réaction de la bielle vers le haut ou vers le bas se trouvant dans le prolongement de la manivelle (position de point mort, moment de valeur nulle etc.), elle n’aurait pas la force de faire tourner légèrement l’essieu qui tend à monter ou à descendre pour le remettre dans l’alignement des deux autres.
Il faut donc donner à une des trois articulations un jeu vertical suffisant lorsque les trois manivelles sont en position verticale (correspondant aux positions haute et basse de la bielle).

Cockerill propose cette solution :
Au niveau du premier essieu coudé (A), la tête de bielle est particulière. La bielle est articulée non pas directement sur le maneton (bleu) de la manivelle intérieure, mais sur une bague intermédiaire (jaune) calée en rotation avec l’essieu coudé et qui entoure le maneton (bleu) par une ouverture rectangulaire formant glissière.

Image
Détail de l’image précédente

Le calage de cette bague avec l’essieu coudé est tel que lorsque la manivelle est en position horizontale, la glissière de la bague est horizontale (cas du dessin). En raison de la glissière, la liaison entre la bielle et le maneton n’est pas complète, mais cela ne gène pas l’accouplement puisque les essieux A et B sont déjà accouplés par bielle extérieure.
Lorsque la manivelle est en position verticale, la glissière est verticale, donnant à la bielle la liberté de mouvement vertical nécessaire pour absorber les effets de la suspension sur les trois essieux.
(Je préfère pas savoir ce qui se passera si un essieu se soulève quand les manivelles sont en position intermédiaire proche de la verticale, genre "7 heures, 11 heures, 1 heure ou 5 heures", c'est à dire quand la glissière n'est pas exactement en position verticale !)

Engerth donne un tableau de caractéristiques très complet, dont voici les principales :

Hauteur et largeur intérieures de la chaudière elliptique : H = 1, 31 m - l = 1,16 m
Surface de grille : 1,4 m2
Tubes de chaudière : 200 tubes de diamètre 53 mm et longueur 4,8 m
Surface de chauffe totale foyer + tubes : 162 m2
Diamètre des cylindres : Ø 500 mm
Course des pistons : 600 mm
Diamètre des roues : Ø 1,050 mm
Longueur et largeur de la locomotive : 10,1 m et 2,8 m
Volume total des caisses à eau : 5,3 m3
Poids total en charge : 53,8 t (soit théoriquement 13, 4 tonnes par essieu)

Le commentaire d’Engerth :
Engerth reconnaît la créativité du projet. Il redoute une mauvaise tenue de voie et la déformation d’essieux entraînés par un seul cylindre placé sur le côté. L’équilibrage de l’ensemble de la locomotive ne sera pas facile. L’étanchéité des conduits de vapeur vers le cylindre placé tout à l’arrière sera difficile à assurer. L’accouplement du train arrière au train avant par bielle centrale est problématique et n’est probablement pas nécessaire. Le volume des caisses à eau est un peu faible.

Par contre, Engerth trouve que l’idée de placer le foyer entre les essieux du tender et de faire supporter une partie du poids de la chaudière par le tender est tellement bonne qu’il l’a adoptée pour le type de locomotive qu’il vient de concevoir !



(À suivre dans quelques jours !)

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Sources :

04– Étude sur les locomotives de montagne, Anatole Mallet, Mémoires et compte rendu des travaux de la Société des Ingénieurs Civils, 1912, 2ème semestre
05 – Die Lokomotive der Staats-Eisenbahn über den Semmering, Wilhelm Engerth, 1854
06 - Zeitschrift des Österreichischen Ingenieur-Vereines, octobre 1853, numéros 21 et 22

(Voir la liste complète des sources avec liens Internet à la fin de la 8ème partie de ce texte)
Fichiers joints
04A Cockerill 2 p 54pc- ZÖIV1853-11.jpg
04B Cockerill Détail - ZÖIV1853-11.jpg
04B Cockerill Détail - ZÖIV1853-11.jpg (16.84 Kio) Vu 112 fois
Pat l'antique

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