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APPAREIL CALCULATEUR MECAMIQUE.
La présente invention a pour objet.un.apparent calculateur mécanique permettant d'effectuer un certain nambre d'opérations telles que multiplications et divisions et de totaliser automatiquement ces résultats. Cet. appareil calculateur est particulièrement avantageux lors/que les multiplications ou divisions. sont des multiplications ou divisions de valeurs qui son% fonction d'une même variable v.
Il permet d'obtenir les divers résultats des div@@ses multiplications et divisions à des échelles différentes entre
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elles, et le toal de ces résultats à une échelle qui est encore différente des précédentes.
Des problèmes de ce genre se posent notamment pour les appareils servant à la détermination des éléments du tir à terre ou du tir à la mer. Il y a intérêt fréquemment en effet, pour obtenir une exactitude maxima des appareils, sans dépasser pour ces appareils un encombrement total imposé par les conditions de leur emploi, à choisir des échelles différentes pour la détermination de divers éléments.
Un appareil conforme à la présente invention est composé d'un certain nombre de dispositifs, qui seront appelés ci--dessous"appareils multiplicateurs" permettant d'effectuer les produits partiels, Ces dispositifs sont construits et agencés de façon à être entièrement plats et à pouvoir se juxtaposer les uns aux autres avec un très faible encombrement. Le principe et la réalisation d'un de ces dispositifs seront exposés ci-dessous.
Ce dispositif multiplicateur matérialise à une certaine échelle le produit qu'il a effectué , par le déplacement d'un poussoir,
Pour totaliser les produits ainsi obtenus, les déplacements des poussoirs des multiplicateurs sont combinés entre eux deux à deux au moyen d'un balancier qui relie deux de ces poussoirs voisins et qui est articulé en un point choisi d'une manière appropriée pour que lesdéplacemen de ce point soient parallèles aux poussoirs et représentent le total des deux produits à une certaine échelle, qui dépend des deux échelles de ces deux produits.
Les sommec partielles deux à deux ainsi obtenues sont à leur tout additionnées mécanique
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deux à deux suivant le même principe et ainsi de suite jusqu' à ce que, finalement, les deux dernières sommes obtenues soient additionnées entre elles de façon à donner mécaniquement le total général des produits à une échelle qui dépend des échelles précédemment utilisées.
La présente invention a été décrite ci-dessous dans son application à un mode d'exécution déterminé choisi à titre d'exemple et illustré au dessin annexé.
La figure 1 est relative au principe d'un des dispo- sitifs multiplicateurs.
La figure 2 représente d'une manière assez schématiqt l'un de ces multiplicateurs.
Les figures 3, 4, 5, 6, 7, 7' sont des dessina repré- sentant dans des vues différentes une réalisation pratique de l'appareil montré schématiquement en figure 2: les figures 3 et 5 en étant des élévations latérales des deux faces opposées, la figure 4 étant une coupe suivant la ligne AB de la figure 3, le bras de l'appareil étant supposé dirigé suivant cette ligne, la figure 6 étant une coupe suivant la ligne CD de la figure 3, la figure 7 montrant l' appareil séparé en deux parties, et la figure 7' montrant les deux parties assemblées.
La figure 8 est une coupe analogue à la figure 4 mais montrant un multiplicateur double, c'est à dire un appareil permettant, sous un très faible encombrement, de faire à la fois deux multiplications dans lesquelles intervient un terme commun.
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La figure 9 est une élévation en bout du multi- plicateur double de la figure 8, et la figure 10 contre schématiquement l'ensemble de l'appareil totalisateur avec ses multiplicateurs partiels.
On commencera par décrire d'un des mécanismes qui calculent un des produits élémentaires destinés à être additionnés.
Ce mécanisme est basé sur le principe connu suivant (figure 1) : soit à effectiner le produit a x b, à partir du point 0, on porte une longueur constant e OM - K. On porte MB - a sur la perpendiculaire au point M à la droite OM.
A partir du point 0, on porte OC = b et à partir de C on mène une parallèle CD à ME. En raison de la similitude des triangles OCD, OEB, on voit que la longueur CD = x = ab/K x est donc égal au produit cherché à l'échelle 1/K .
La multiplication peut être faite indifféremment entre nombre positifs et nombres négatifs, et les résultats obtenus avec leur signe. Les valeurs positives de a sont portées de M vers B, les valeurs négatives sont portées en sens inverse.
De même, les valeurs positives de b sont portées de 0 vers B et les valeurs négatives en sens inverse.
On va d'abord indiquer, d'une manière quelque peur schématique (figure 2),un mode de réalisation du mécanis- me .
Sur le bâti 1 est fixé un axe 2 correspondant au point 0 de la figure 1 et autour duquel tourne le bras @ correspondant à OB. Ce bras 3 s'engage à glissement dans un bout d'axe 4 correspondant à B qui tourne librement dans le
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coulisseau 5. Ce coulisseau 5 se déplace dans une glissière 6 du bâti correspondant à MB, et son mouvement est commandé par exemple par une vis 7 munie d'un bouton moleté 8.
D'autre part, le bras 3, grâce à un montage approprié, analogue par exemple à celui qui a été prévu pour le coulisseau 5, glisse dans un bout d'arbre solidaire d'un autre coulisseau 9, lequel est susceptible de se déplacer paranllèlement au coulisseau 5 grâce à une glissière 11 correspondant à CD.
La glissière 11 est elle-même contrainte à se déplacer per- pendiculairement aux coulisseaux 5 et 9 grâce à une queue 12 engagée dans un guidage 13 du bâti 1. Ces déplacements sont imprimée à @a glissière 11 par un organe quelconque, par exemple, si l'un des termes de la multiplication est une fonc- tion f(v) d'une wertaine variable v, par une came 14 calée sur un arbre 15 monté dans le bâti 1 et dont le rayon actif (ici horizontal) correspondant à l'angle de rotation v a pour longueur f(v).
D'autre part, le coulisseau 9 est maintenu entre les branches d'un étrier 16 qui se déplace parallèlement à lui dans le bâti 1. Cet étrier porte le poussoir 17 ou poussoir de produit.
Le fonctionnement de l'appareil est très clair,
On commence, au moyen du bouton moleté 8. par donner au coulisseau 5 un déplacement proportionnel à la valeur a^, ce déplacement'étant compté entre l'axe du bras 3 (point B) et l'intersection (point M) de l'axe de la vis 7"avec la perpendiculaire à cette vis menée de l'axe . Le bras 3 prend alors l'inclinaison voulue MOB, en entraînant'le coulisseau 9.
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Au moyen de la came 14, on donne à la glissière 11 un déplacement proportionnel à la valeur b, ce déplacement étant compté à partir d'une parallèle aux déplacements des
2 coulisseaux, menée à partir de l'age/(point 0). Le coulisseau 9,obligé de se déplacer d'une part le long au bras' et d'autre part le long de la glissière 11, accomplit donc dans la glissière 11 un certain parcours CD parallèle à celui du coulisseau 3. Ce mouvement est reproduit par l'étrier 16 et le poussoir 17. Il ressort avec évidence de la figure 2, où l'on a reproduit en traits mixtes la construction de la figure 1, que le déplacement du poussoir 17 matérialisera le produit ab.
Pratiquement, le multiplicateur pourra être réalisé d'une manière un peu différente au point de vue mécanique, comme on le voit aux figures 3 à 7 bis où, autant que possible, on a représenté par les mê@es références les pièces analogues à celles de la figure 2. De même que l'appareil précédent, il comprend un bras 3 solidaire du moye% 2 monté de façon à tourner dans le bâti 1. Ce bras 3 s'engage à glissement dans un bout d'axe 4 correspondant à B qui tourne librement dans le coulisseau 5. Ce coulisseau se déplace dans une glissière/du bâti correspondant à MB et son mouvement est commandé par une vis 7 munie d'un bouton moleté 8.
Ce moyeu dont l'axe correspond au point 0, comporte un disque 21 entaillé d'une rainure diamétrale 22 rigoureusement parallèle au bras 3.
Dans cette rainure 22, se déplace un coulisseau 23 muni d'un téton 24 correspondant au point D engagé dans le trou d'une plaquette 9. Cette plaquette transversale 9 est guidée dans la glissière 11 de la queue 12, laquelle porte un galet 25 susceptible de s'engager dans la rainure 26 de la came 14,
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ici représentée comme une came à rainure, ce qui assure un guidage plus précis.
D'autre part, la pièce 16 (correspondant à l'étrier de même référence en figure 1) embrasse dans son logement 27 la plaquette 9, et porte le poussoir 17.
Il est manifeste que le mécanisme des figures 3 à 7 fonctionnera exactement comme celui de la figure 2. Avec le poussoir 8, on donnera à MB la longueur a ; avec la came 14, on donnera à OC la valeur b ,de sorte que CD, donc le déplacement du poussoir 17 donnera le produit a x b à l'échelle K ( avec K = OM).
Dans certains calculs où un terme, par exemple le multiplicande a, intervient deux fois pour multiplier deux fonctions f(v) f'(v) d'une même variab le, il sera très facile, tout en conservant un appareil très plat, de construire un appareil multiplicateur double. L'un de/ ces appareils multiplicateurs est représenté à la figure 8. On voit qu'au lieu d'un disque 21, il en comprend deux 21, 21' montés dans le même bâti et solidaires l'in de l'autre,3 Dans la rainure de chacun de ces disques, se déplace un coulisseau 23' 23' .
De même, les diverses pièces décrites précédemment sont'doublée symétriquement par rapport à la tige 3 qui reste unique, ainsi que le coulisseau 5 et ses organes de commande. Il existe donc deux queues 12,12' correspondant à deux cames 14,14t de tracés différents, ainsi que deux poussoirs 17,17' ( figure 9). On se servira, de l'appareil en commençant, au moyen du poussoir 8, par placer le terme commun a, gr@êc@ au déplacement d'un index 20, solidaire du coulisseau 5, dans une fenêtre 10 du bâti ; la rotation de l'arbre à cames d'un angle V- placera les deux termes f(v)-f'(v) particuliers à
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chaque multiplication, si bien que les poussoirs 17, 17' donneront respectivement les deux produits.
On a choisi, pour déplacer la queue 12, une came
14, en admettant que le terme ainsi introduit était la fonction (suivant laquelle est taillée la case) d'une grandeur variable dont on fait tourner la came.
On va exposer maintenant la manière dont on fait la somme d'un certain nombre de produits obtenus au moyen de ces appareils multiplicateurs.
On place les uns à côté des autres un certain nombre de ces multiplicateurs E, F, G, H (figure 10) donnant respec- tivement les produits e, f, g, h dont on veut faire la somme.
On supposera que le produit e est à l'échelle m, le produit f à l'échelle n, le produit 5 à l'échelle ± et le produit h à l'échelle P. On veut obtenir la somme de ces produits à l'échelle t.
Si les diverses fonctions f(v) qui sont à introduire à titre de l'un des facteurs de l'opération dans les divers appareils multiplicateurs, dépendant d'une même variable (v), il sera indiqué de placer les cames 14 (non visibles sur la figure 10) qui les matérialisent sur ùn arbre commun 15 dont la rotation se fera proportionnellement à cette grandeur. Ce sera par exemple le cas en artillerie, pour la distance qui intervient dans une série de produits,
L'arbre 15 sera monté dans des paliers 28.
Le cas échéant , si-on veut faire intervenir des fonctions 'différentes de la même variable v (par exemple en artillerie si l'on change de projectile on pourra placer sur l'arbre 15 une série d'autres cames telles que 14", et, en donnant un déplacement
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longitudinal dans ses paliers 28 à l'arbre 15, on substituera pour la commande des appareils multiplicateurs E, F, G, H, les cames 14" aux canes 14.
Les poussoirs 173 et 17 F appuient, par exemple au moyen de galets ou d'arrondi s, sur les extrémités d'un balancier 31 articulé à l'extrémité d'un piston 32 rappelé vers le bas par un ressort 33. Le point d'articulation est appelé 34. Pour que l'addition donne des résultats exacts, il faut et il suffit que le point 34 et les centres des arrondis ou des galets soient en ligne droite. Les bras de leviers et Z des poussoirs 17E et 17 F sont calculés en fonction des échelles m et n, de façon que l'on ait ; y/z = n/m
On obtiendra donc la somme e + f à une échelle g telle que
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zm Y y ceci dans le cas où le piston 32 est entre les poussoirs 17 E et 17 F. Si ce piston était en dehors, le calcul se ferait d'une manière analogue et l'échelle serait différente.
On totalisera de la même façon les produits get que l'on obtiendra, sur le piston 35,à l'échelle r
Les tiges des pistons 32 et 35 appuient sous les extrémités d'un balancier final 36 articulé au bout de la tige d'un piston 38 rappelé vers le bas par un ressort 39 et prolongé par une crémaillère 41 qui engrène avec un pignon 40 muni d'une aiguille 42 qui indiquera, sur la graduation 43, la somme e + f + g + h à une certaine échelle t, les bras de levier du balancier 36 ayant été calculés en fonction des échelles et r .