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" Perfectionnements aux mécanismes intégrateurs ".
La présente invention concerne des mécanismes intégrateurs perfectionnés et a pour but de permettre sans calcul arithmétique, que la valeur moyenne d'une quantité qui varie ou qui paratt varier autour d'une valeur définie soit donnée avec certitude pendant une durée non déterminée à l'avance, rapidement et de façon sûre par un mécanisme robuste d'un type comparativement simple.
Un autre but de l'invention est de faire en sorte que le résultat désiré est obtenu par l'emploi d'un seul intégrateur, ce qui réduit donc le poids, la masse, le prix de revient et le risque d'erreur et permet d'obtenir un mécanisme compact et sûr qui peut être appliqué facilement des instruments d'un poids comparativement léger qui doivent être manipu- lés en service.
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La présente invention consiste en un intégrateur comprenant un cône qui est tourné proportionnellement à une variable dépendante pendant l'opération d'intégration, des moyens indiquant la rotation de ce cône à la fin de l'opération d'intégration, un cylindre tournant à proximité de ce cône pour former un trajet parallèle entre les surfaces proches de ce cône et de ce cylindre, des moyens pouvant tourner librement pour la transmission du mouvement à partir de ce cône jusqu'à ce cylindre, des moyens pour déplacer de façon constante et uniforme ces moyens pouvant tourner librement le long de ce trajet parallèle, proportionnellement au changement de la variable indépendante, pendant l'opération d'intégration et des moyens pour indiquer la rotation de ce cylindre à la fin de l'opération d'intégration,
des moyens étant prévus dans certains cas pour comparer la quantité des rotations de ce cylindre et de ce cône.
Pour que la nature de la présente invention puisse être le mieux comprise, celle-ci sera à présent décrite en relation avec le dessin annexé, en se rapportant aux lettres et chiffres indiqués aux différente s figures de celui-ci, dans lesquelles:
La fig. 1 est un schéma montrant un mécanisme simple.
La fig. 2 est une vue en bout de la fig. 1.
La fig. 3 est une élévation latérale d'un dispositif convenant pour l'application à un sextant à bulle.
La fig. 4 est uhe vue en plan de la fige 3, regardée dans la direction de la flèche 4 et
La fige 5 est une vue en bout partielle de la fige 3, regardée dans la direction de la flèche 5.
Comme on l'a représenté aux fig. 1 et 2, un cône 1 et un cylindre 2 sont montés respectivement sur des arbres 3 et 4 (supportés dans des paliers non représentés) dont les axes se trouvent dans le même plan et de manière que la
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surface du cylindre 2 soit parallèle à la surface proche du cône 1, la coopération entre les surfaces étant effectuée' par les billes 5 disposées entre ces surfaces.
L'arbre 3 porte à la petite extrémité du cône 1 un manchon 6 monté sur celui-ci pour la libre rotation, ce manchon 6 portant un disque 7 avec une marque d'index radiale 8 et une roue dentée conique 9. Le disque 7 tourne par rapport au disque 10 en ayant également une marque d'index radiale 11, fixée sur l'arbre 3 (par exemple par la vis de serrage représentée à la fig. 1)
L'arbre 3 du cône 1 est couplé à la partie appropriée de la machine ou de l'instrument de façon que le cône 1 soit mis en rotation proportionnellement à la variable dépendante.
Les billes 5 sont montées pour la libre rotation, sans jeu ni mouvement perdu, dans un chariot 13 ayant des moyens de circulation tels que la vis 14 (supportée dans des paliers non représentés) par laquelle ces billes 5 peuvent être déplacées le long du trajet parallèle entre les surfaces proches du cône 1 et du cylindre 2, pour transmettre le mouvement depuis le cône 1 jusqu'au cylindre 2 d'un bout à l'autre de la circulation.
Les deux billes 5 sont disposées de manière que les contacts entre les surfaces du cône 1 et une bille 5, entre les surfaces des billes 5 et entre les surfaces d'une bille 5 et du cylindre 2,soient dans une ligne droite se trouvant dans le plan contenant les axes du cône 1 et du cylindre 2.
L'arbre 4 du cylindre 2 porte une roue dentée conique 15 fixée sur celui-ci pour coopérer avec la roue dentée conique 9 sur le manchon 6, monté pour la libre rotation sur l'arbre 3 du cône 1, et fait tourner le manchon 6 et le disque 7 dans la même direction de ce côté 1, les diamètres respectifs des roues dentées coniques 15 et 9 étant tels que lorsque les
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billes 5 sont dans une position choisie, les disques 7 et 10 tournent à la même vitesse dans la même direction et les marques d'index radiales 8 et 11 resteront en correspondance, ce qui établit donc une position de départ pour le chariot à billes 13.
Initialement, le chariot à billes 13 est placé dans la position de départ avec les marques d'index 8 et 11 en correspondance,et le cône 1 avec le disque 10 est tourné de manière que la marque d'index 11 ait une position angulaire représentant la valeur de départ instantanée de la variable dépendante, ce qui fait tourner le disque 7 d'une quantité semblable dans la même direction et maintient les marques d'index 8 et 11 en correspondance.
Pendant l'opération d'intégration, l'arbre 3 et le cône 1 sont tournés pour suivre la valeur de la variable dépendante et le chariot 13 est mis en circulation (à partir de la position de départ) proportionnellement au changement de la variable indépendante.
Si le temps est la variable indépendante, la position de départ peut alors être appeléa to (c'est-à-dire temps zéro) et le chariot à billes 13, pendant qu'il est mis en cir- culation, une vitesse uniforme par sa vis 14 vers l'extrémité à grand diamètre du cône 1, passera par les positions successives correspondant à t1, t2. tn, à des accroissements égaux de temps ¯t, et tn sefa égal à n¯t.
A n'importe quelle position de temps, c'est-à-dire celle correspondant à tr, une rotation donnée du cône 1 amènera le cylindre 2 à tourner d'un angle plus grand qu'il ne l'a fait à la position du temps correspondant à to et l'excès de rotation peut être écrit ktr, où k est une constante dépendant de l'angle du cône 1 et tr est égal à r¯ t.
Cet excès de rotation du cylindre 2 par rapport à la rotation du cône 1 peut être mesuré par les marques d'index 8 et 11 sur les disques 7 et 10 respectivement (comme on
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l'a représenté aux fig. 1 et 2) bien que d'autres indicateurs couplés au cône 1 et au cylindre 2 puissent être disposés côte à côte dans le même but, tels que par exemple deux échelles rectilignes ou un anneau entourant un autre anneau, pourvu que dans toutes ces dispositions utilisées, on ait pris la précaution nécessaire de voir que les deux indicateurs se déplacent dans la même direction pour n'importe quel mouvement particulier du cône 1.
Le cône 1 peut être considéré comme étant relié à un type quelconque d'engrenage pour le mesurage de la valeur, subissant des fluctuations, de la variable dépendante, par exemple une quantité a de façon que pendant les intervalles de temps t1 t0, t2 -il, tn -5(n-1) ...... (1) dont chacun est égal à ¯t, les rotations successives du cône 1 seront a1 -a0 ,a2 -!il' an -a(n-1 .......
(2)
Les rotations correspondantes du cylindre 2 seront
EMI5.1
(.1 -sâ,p)(1 + ht)3 (a2 -al)(1 + 2t )...( -an¯1)(1 + ruz et seront plus grandes en amplitude que les rotations du c8ne 1 auxquelles elles correspondent, la différence représentée par les marques d'index 8 et 11 étant proportionnelle à la somme des différences (3) c'est-à-dire
EMI5.2
(ai -%¯o)4t + (a2-al) 2 Al + (.ê:.3 -â2 )3601 ... +(a¯n -ân-l )nAt... (4) et ce qui peut s'écrire
EMI5.3
-at -âlA1-â2 .........-an-1 Ai + an na .........
(5)
A la fin de l'opération décrite plus haut, le chariot à billes 13 sera dans la position correspondante à tn
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etcomme toute rotation du cône 1 sera multipliée par 1 + n¯t. pendant qu'elle est transmise au cylindre 2, un mouvement différentiel sera imprimé aux marques d'index 8 et 11 qui correspondront en amplitude à n¯t fois la rotation du cône 1.
De plus, si le cône 1 est tourné vers l'arrière vers la position correspondant à ao (c'est-à-dire la position de départ correspondant à to) avec le chariot à billes 13 dans la position correspondant à tn, l'opération est équivalente à la soustraction (an - ao) n¯t, provenant de la différence (5) mentionnée plus haut.
Par conséquent si la moyenne des valeurs instantanées a1, a1 an, c'est-à-dire une valeur A, doit être déduite si a1 + a2 ..... ¯an al¯t+ a2¯t +an¯t (6) = n n¯t il est seulement nécessaire de faire tourner le cône 1 vers l'arrière à partir de la position fina le (c'est-à-dire la position correspondant à tn, lorsque la valeur instantanée de a est an) d'un angle qui soustraira la quantité correspondante à (n t) fois l'excès de ao sur A; cette quantité est (an-A) qui peut être écrite a1 + a2 ......... + an (7) an
La quantité de laquelle la différence des indicateurs due à la rotation vers l'arrière du cône 1 est réduite, est proportionnelle à (an a1+a2 ....+an) n¯t (8) n ou :
EMI6.1
- 1, -a¯2 p t -2.3Ai ...... - l,p -Ai +an,t .......
( 9 ) qui diffère seulement de la différence (5) des indicateurs à +n¯t cause de la rotation du cylindre 2, de -ao¯t/et comme ¯t peut
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être rendu de plus en plus petit à la fin, à la limite il disparaît de sorte qu'il est possible de déterminer la valeur moyenne A par rotation du mécanisme pour le mesurage de la valeur de fluctuation de la quantité a vers l'arriére jusqu'à ce que les marques d'index 8 et 11 coïncident parce qu'en ce point le mécanisme de mesurage de la quantité a indiquera A comme valeur moyenne pour la période de temps to à tn.
Les fig. 3, 4 et 5 représentent un mécanisme d'intégration du genre décrit plus haut, appliqué à un sextant à bulle, le cône 1 étant couplé au tambour 16 à mouvement lent du réglage précis d'altitude qui peut fournir une fluctuation de 5 par exemple de chaque côté de l'altitude observée.
Dans cette disposition, le chariot à billes 13 avec ses billes 5 est mis en circulation par un mécanisme d'hor' logerie à une vitesse constante et uniforme à partir de la position de départ pendant aussi longtemps que l'observation continue.
Pour l'emploi, en premier lieu on fait la coïnciden- ce sur le sextant, réglage qui n'affecte pas le rapport des marques d'index 8 et 11 l'une par rapport à l'autre parce que les billes 5 du chariot 13 sont dans la position de départ où le rapport de vitesse entre le disque 10 et le disque 7 est égal à l'unité; en second lieu, le mécanisme d'horlogerie est mis en marche et la coïncidence est maintenue tandis que le chariot 13 est mis en mouvement à une vitesse uniforme, pen- dant aussi longtemps qu'on le demande ; troisième lieu,le mécanisme d'horlogerie est arrêté pour terminer l'observation.
Pour les raisons expliquées plus haut, on trouvera lors de l'inspection que lés marques d'index 8 et 11 ne sont plus en correspondance vu qu'elles sont séparées d'un angle et pour évaluer l'altitude moyenne, le tambour 16 à mouvement lent est tourné dans la direction appropriée jusqu'à ce que les marques d'index 8 et 11 soient de nouveau en corres-
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pondance, la valeur de la rotation étant lue sur l'échelle périphérique du tambour 16.
Lorsque les marques d'index 8 et 11 sont de nouveau en correspondance, le mécanisme d'horlogerie est remonté pour ramener le chariot à billes 13 à sa position de départ de manière que l'instrument soit prêt pour l'observation suivante sans autre mise au point ni réglage.
On a mentionné plus haut que pendant le calcul de l'altitude moyenne, le tambour à mouvement lent 16 devait être mis en rotation dans une direction particulière pour amener les marques 8 et Il en correspondance et pour éviter une méthode par essai et erreur, un indicateur à deux couleurs produisant un signal coloré 17 dans la fenêtre 18 est prévu.
Cet indicateur comprend un disque 17 ayant un petit segment coloré blanc et deux segments plus grands, de dimension égale, colorés d'une manière distincte, par exemple vert et orangé respectivement. Ce disque 17 est monté sur un axe excentrique à l'arbre 3 et est avancé par saccades derrière la fenêtre 18 par un pignon qui, une fois au cours de chaque tour de l'arbre 3, vient en prise avec une broche et est ainsi mis en rotation contre la retenue d'un cliquet à ressort, de l'angle de pas d'une dent, par exemple de 45 .
Par ce moyen il est possible de s'assurer si/Le chariot 13 est dans la position de départ, par inspection des marques 8 et 11, et s'il n'y est pas, dans quelle direction le tambour 16 doit être mis en rotation, par l'observation de la couleur exposée dans la fenêtre 18.
Comme la valeur moyenne de l'altitude obtenue est en relation avec la valeur moyenne de la période de temps pendant laquelle l'observation continue, le mécanisme d'horlogerie mettant en circulation le chariot à billes 13, est muni d'une vis sans fin 19 ayant un pas qui est une moitié de celui de la vis 14, cette vis sans fin étant maintenue en prise
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avec un cadran 20 coopérant avec un index 21, comme on l'a représenté en traits interrompus, de façon à indiquer la moitié de cette période de temps.
REVENDICATIONS
1. Mécanisme d'intégration comprenant un cône qui est mis en rotation proportionnellement à la variable dépendante pendant l'lpération d'intégration, des moyens d'indi-' cation de la rotation de ce cône à la fin de l'opération d'intégration, un cylindre tournant à proximité de ce cône pour effectuer un trajet parallèle entre les surfaces rapprochées de ce cône et de ce cylindre, des moyens pouvant tourner librement pour la transmission du mouvement de ce cône vers ce cy- lindre, des moyens pour déplacer d'une manière constante et uniforme ces moyens librement rotatifs le long de ce trajet parallèle, proportionnellement au changement de la variable indépendante, pendant l'opération d'intégration,
et des moyens pour indiquer la rotation de ce cylindre à la fin de l'opération d'intégration.