Indicateur de vitesse moyenne. La présente invention a pour objet titi indicateur de vitesse moyenne, qui peut être monté sur tous véhicules, et qui permet la lecture sur un cadran unique, de la distance parcourue et du temps écoulé depuis le dé part, ainsi que de la vitesse moyenne atteinte. Les deux premières indications sont lues cha cune sur une échelle différente, à l'aide d'ai guilles, dont l'une est reliée à un mouve- ment d'horlogerie et sert à l'évaluation du temps, et l'autre aux roues du véhicule, pour la mesure de la distance parcourue.
La troi sième indication est donnée par la position du point d'intersection des susdites aiguilles. Cette dernière indication peut être hic direc tement au moyen d'une abaque de courbes ou au moyen d'une troisième aiguille, dont la position dépend de celle du point d'inter section des deux précédentes, et qui se dé place devant une troisième graduation.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est fine vue de face extérieure de l'indicateur, établi d'après les caractéris tiques de la présente invention; La fig. 2 montre le même appareil, le cadran et la platine supérieure étant enlevés: Les fig. 3 et 4- sont des schémas des con ditions géométriques de fonctionnement de cet appareil ; La fig. 5 est titi schéma correspondant, indiquant les conditions de marche de la troisième aiguille, donnant l'indication de la moyenne horaire;
Les fig. G et 7 sont des schémas corres pondants rapportés à un système de coor données cartésiennes, la fig. 5 étant rapportée à un pôle; .
La fig. 8 représente un mode de réalisa tion pratique<B>,</B> La fig. 9 en est titi détail de construction. L'indicateur, objet de l'invention, se com pose essentiellement de deux aiguilles<I>a-</I> et<I>b</I> indiquant respectivement: cc, les kilomètres et b, les heures.
L'aiguille cz, enregistrant les kilomètres, est commandée par un flexible, à la façon des indicateurs de vitesse, en passant par un démultiplicateur formé par la vis sans fin la, la roue i. la vis sans fin j, la roue k, les pignons<B>1</B> et m et le secteur denté ra, sur l'axe duquel est calée l'aiguille b. Le pignon jïi est monté à l'extrémité d'une bascule o.
L'aiguille b reçoit son mouvement d'un mouvement d'horlogerie quelconque c, par l'intermédiaire des pignons a et e du secteur denté f, le pignon e étant monté sur une bascule g.
Gomme on le voit fig. 1, sur le cadran 7 sont disposées deux séries de graduations ic et %@: celle ï! pour les heures et celle v pour les kilomètres, et au centre, plusieurs cour bes x marquées 20, 30, 40 etc. 120, indiquant les vitesses moyennes.
La vitesse moyenne commerciale se lit à l'intersection des deux aiguilles; ainsi, dans l'exemple représenté, l'aiguille des heures in dique 6, celle des kilomètres 360, on a donc parcouru 360 kilomètres en 6 heures, ce qui donne comme vitesse
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chiffre qui se lit sur la courbe 60 correspondant au point de croisement des deux aiguilles<I>a et b.</I>
Pour remettre l'appareil à zéro. il suffit d'appuyer sur le bouton p, qui agit sur le levier q, entraînant, dans soir mouvement les bascules g et o, et débrayant les secteurs f <I>et</I> r) d'avec les pignons<I>e et</I> wi; les secteurs sont rappelés par des ressorts r et s, et ramè- rient les aiguilles correspondantes en leur position de départ.
Si l'on cesse d'agir sur le bouton li, les ressorts a' et b' rappellent le levier g et les bascules o et g, ce qui em braye à nouveau les pignons.
Les conditions géométriques d'établisse ment de cet indicateur sont, par suite, les suivantes Si on considère deux aiguilles<I>a et</I> b tour- riant respectivement autour des points fixes 1 et 2 (fig. 3) et appartenant respectivement à un indicateur de distances parcourues, re lié à l'organe dont on veut déterminer la vitesse moyenne, et à un mouvement d'hor logerie, la position à un instant t de chacune desdites aiguilles sera _ déterminée comme suit:
La position de l'aiguille a correspondra à la distance parcourue par le véhicule de puis son point de départ correspondant au temps = o; la position de l'aiguille 7) sera définie par le temps t qui s'est, écoulé depuis ce départ.
Le point de rencontre 3 de ces deux ai guilles ca et b dépend donc du rapport de la distance parcourue d, au temps<I>t</I> mis â la parcourir, c'est-à-dire à la vitesse moyenne:
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que l'on cherche à déterminer.
Si l'on fixe à nue valeur déterminéë la valeur V", soit i';>i = zs.
le point- de rencontre 3 des aiguilles<I>a.,</I> b dé crira sur le plan des coordonnées une certaine courbe Iïo. <B>A</B> chaque valeur fixée pour la vitesse moyenne, c'est-à-dire pour Tve=hn V'ix <I>-</I><B>K i.</B> @m-Tzi correspondra donc une courbe qui sera le lieu du point 3.
Si on trace ces diverses courbes sur le plan de coordonnées<B>(fi-.</B> 4) et si l'appareil fonctionne, on voit que la position à titi mo ment quelconque du point 3 (intersection des deux aiguilles a et b) par rapport au réseau (le courbes tracées sur le plan indiquera quelle est la valeur actuelle du rapport:
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La forme des courbes h" iii <I>. . .</I> 1ï,, <I>dé-</I> pend de plusieurs variables, cri premier lieu, de la position initiale des aiguilles a et b-, puis de la loi du mouvement de chacune de ces aiguilles.
En général, les courbes auront une f-wine quelconque qu'il est possible de déterminer géométriquement dans certains cas particu liers.
L'un de ces cas particuliers permet de réaliser très simplement un instrument qui, par la seule position d'une troisième aiguille 5, s'appuyant sur les deux autres 1 et 2, donnera la vitesse inoyënne par lecture di recte sur une graduation appropriée. Ce cas particulier est celui oit les courbes Iï se réduisent à titi système de droites cou courant en un point 4.
La fig. 5 suppose ce cas réalisé, et soit 3 la position du point de rencontre des aiguilles a et b à un instant déterminé. Si oit joint les points 4 et 3, oir voit que la position de cette droite 43 caractérise la vi tesse moyenne réalisée puisque, à une posi tion de cette droite, correspond nue seule vitesse moyenne. Inversement, à une vitesse moyenne correspond une seule position de la droite 43.
Cette propriété n'appartient qu'à titi appa reil oit le réseau des courbes K @e réduit à titi système de droites concourantes, le point de concours étant à une distance finie ou infinie (cas de droites parallèles).
En conséquence, il suffira de faire pivoter raie aiguille 5 autour du point d'intersection 4 des droites K (cette aiguille étant liée par la condition de s'appuyer constamment sur le point d'intersection 3 des aiguilles<I>a</I> et l pour lire la vitesse moyenne sur une division graduée par le calcul ou expérimentalement, et devant laquelle ladite aiguille se déplace.
Il convient cependant de déterminer encore: 1 Dans quel cas la famille des courbes K se réduit à un faisceau de droites coucou- Tantes, et 2 Comment l'appareil petit être pratique ment réalisé.
a) - les centres de rotation des aiguilles <I>a et b</I> sont rejetés à l'infini.
Les aiguilles a et b se déplacent alors parallèlement à elles-niénres. Soit 0 le point oir elles se rencontrent au moment initial du fonctionnement de l'appareil. En faisant pas ser par le point 0 des droites OX et<I>OF</I> parallèles respectivement aux aiguilles<I>a</I> et<I>b,</I> et en supposant que P3 et Q3 soient les positions desdites aiguilles à tin instant dé terminé, il est facile de voir que les longueurs P3 et Q3 représentent les coordonnées car tésiennes du point 3 par rapport au système d'axes OX, OY. <B>or,
</B> par définition <I>P3 = d</I> <I>Q3 = t</I> De même qu'au point 3, on peut cons tater que tous les points de cette droite 03 sont tels qu'on a la relation
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le lieu des points 3 tels que
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est donc titi faisceau de droites passant par l'origine 0 des coordonnées.
b) - les centres de rotation des aiguilles sont à distance finie: Soit titi appareil (fig. 7) constitué par deux aiguilles a et b dont la loi de inouve- me.nt est la suivante: par 1 e\. 2 passent res pectivement des droites fixes 16 et 26 ;
les points d'intersection 3 des aiguilles<I>a et b</I> avec ce système de droites sont tels que les longueurs a2 et b 1. sont respectivement proportionnelles à la distance parcourue et au temps, de telle sorte que, à titi facteur constant près: a2=d b1=t Au départ, les aiguilles<I>a et b</I> sont, par conséquent, confondues avec la ligne 12 qui joint leurs pivots.
Dans ces conditions, quel est le lieu géométrique du point 3 d'inter section des deux aiguilles Si oit prend pour axe de coordonnées titi axe 0 X passant par leurs points de pivote ment 1 et 2 et un axe O Y perpendiculaire au premier et passant par le point d'inter section 6 des droites 16 et 26, et si on fixe la position de diverses données cri posant: O1=1 02<I>=</I> rit 06=h. le problème revient à, déterminer le lieu géo métrique du point 3 quand
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soient x- et y les coordonnées du point 3.
Si on méne les coordonnées des points a et b; la considération des triangles semblables 1#3#3' et l.oc.a' d'une part et2#3#3'et . l b' d'autre part, permet de définir les relations suivantes:
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qui s'écrivent:
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Si on considère deux autres groupes de triangles respectivement semblables, d'une part 2 # 0 # 6 et 2 # a. # a' et d'autre part 1 # 0 # 6 et 1 # b # b', on aura encore, entre leurs éléments les relations
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qui peuvent s'écrire:
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On cri tire:
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et:
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D'autre part, on remarquera que l'on a:
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Si on transporte ces valeurs clans les re lations 1 et ? il vient alors
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En joignant ces relations à celle qui ex prime que la vitesse moyenne est constante
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il ne reste qu'à éliminer c i-2 et b 1 pour avoir l'équation du lieu.
Après élimination et simplifications. on obtient alors l'équation suivante:
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Cette équation est celle d'un faisceau de droites passant par un point fixe quand la valeur de v varie. Les coordonnées du point fixe sont données par les équations hx+jrty+hl=0 -1x -f- ly + 7n1. -= <I>0</I> soit x- <I>=</I> rit <I>-</I> l .J=' -h,
Ce point est le point 4 (fig. 7) symétrique du point 6 par rapport au milieu de la droite joignant les points de pivotement 1. 2 des deux aiguilles<I>a, b.</I>
On pourra être amené, dans certains cas, par raison de symétrie, à prendre pour 16 et 26 des droites également inclinées sur la ligne joignant les points de pivotement 1 et 2.
Dans ce cas, le point 0 se confond avec le point milieu de la droite 12 et le point 4 est symétrique au point 6 par rapport à la ligne 12.
Pratiquement, un tel appareil petit être réalisé de la façon suivante: On supposera, dans ce qui suit, que les droites 1 a et 2 b sont disposées symétrique ment, mais il est bien évident qu'elles pour raient être placées de façon quelconque, comme le montre le cas général de la construction géométrique, fig. 7.
Les deux droites sont matérialisées par les aiguilles<I>a et b</I> qui peuvent pivoter res pectivement autour des axes 1 et 2 (fig. 8). L'aiguille a se déplace suivant la distance parcourue par le véhicule, alors que l'aiguille b se meut suivant le temps qui s'est écoulé depuis le départ. Les angles décrits par les aiguilles ne sont proportionnels ni au temps, ni à la distance parcourue, mais sont déter minés de la façon suivante: Une vis 7 est commandée par un organe tournant du véhicule, par l'intermédiaire d'une démultiplication convenable d'engrenages ou de vis sans fin représentés schématiquement en 8.
La vis 7 tourne donc sur son axe pro portionnellement à la distance parcourue par le véhicule. L'extrémité opposée de cette vis 7 repose dans un coussinet fixe 8'.
Sur la vis 7 est monté un écrou 9 qui porte monté sur lui une sorte de téton 10 qui peut tourner autour d'un axe perpendi culaire à celui de la vis 7 et qui est percé d'tiri trou dans lequel coulisse l'aiguille a.
Ait départ, la position de l'écrou 9, dé terminée par une butée 11 qui fait corps avec la vis 7, est telle que l'axe du téton 10 se trouve exactement dans le prolongement du pivot 2 de l'aiguille b. Loisque le véhi cule se déplace, la vis 7 tourne et déplace l'écrou 9 qui, par l'intermédiaire du téton 10 fait subir à l'aiguille cz des déplacements angulaires. Le mouvement de cette aiguille a est donc bien identique à celui qui a été envisagé pour l'aiguille a<B>(fi-.</B> 7) dans la des cription géométrique de l'appareil.
L'autre aiguille b est montée et entraînée de la même manière, par la vis 12, mais cette dernière est actionnée par un mouve ment d'horlogerie représenté schématiquement cri 13.
Les axes des vis placées dans le même plaie se rencontrent au point 6. Autour du point 4, placé symétriquement au point 6 par rapport air milieu de la droite unissant les points fixes 1 et 2 des deux aiguilles a et b, pivote titre troisième aiguille 5. Cette aiguille 5 représentée en vue de profil, fig. 9, porte un doigt 14 qui est dirigé perpendicu lairement à sa propre direction et qui est rappelé par- un ressort 15 vers le pivot 4 de l'aiguille 5.
Ce doigt mobile 14 s'appuie con tinuellement sur deux aiguilles<I>a et b</I> en raison de l'action du ressort 15; le doigt 14 se trouve par- conséquent, au point d'intersection de deux aiguilles a, b. L'aiguille 5 suit donc exactement les déplacements de la droite 4 3 (fig. 7 et 5). En traçant devant l'extrémité de l'aiguille 5 une graduation convenable, on pourra donc, par la position de ladite aiguille relativement à cette dernière, déterminer à chaque instant la vitesse moyenne obtenue depuis l'origine du mouvement.
L'appareil, tel que décrit, peut être mo difié tris simplement, pour obtenir la vitesse moyenne, arrêts déduits, c'est-à-dire défalca tion faite du temps qui s'est écoulé pendant les arrêts de la voiture.
Pour cela, il suffit d'enclancher le mouve ment d'horlogerie 13 avec le mouvement de l'appareil démultiplicateur 8 pour que ce mouvement d'liorlogei-ie soit arrêté dès que la marche du véhicule cesse. De cette ma nière l'écrou correspondant rie se déplacera que durant la marche du véhicule et il ne sera tenu compte, dans l'évaluation de la vitesse moyenne, que dur temps écoulé pen dant l'état de mouvement du véhicule.
On peut obtenir le même résultat en dé bravant l'écrou de la vis d'entraînement 12 lorëque le véhicule s'arrête, ce débrayage pouvant être réalisé simplement en rempla çant l'écrou unique par deux demi-écrous qui viennent serrer la vis, comme d'usage dans les tours, pour solidariser ou non, le chariot avec la vis-mère.
Les écrous 9 et 12 peuvent d'ailleurs être remplacés respectivement, soit par deux demi écrous, soit par titi seul demi-écrou, soit par un peigne pouvant même, à la limite, ne comporter qu'une seule dent.
Si on désire connaître à la fois la vitesse rno;,-erirre commerciale et la vitesse moyenne, arirts déduit. il suffit de munir l'appareil de deux écrous entraînant chacun une aiguille analogue à celle b. L'un des écrous demeu rera constamment enclanché avec la vis cor respondante 12 et son aiguille donnera à celle indicatrice 5, une position correspondant à la vitesse commerciale.
L'autre écrou, au contraire, sera débrayé de la vis 12 dès que le véhicule s'arrêtera. L'aiguille qu'il actionne agira sur une seconde aiguille indicatrice 5, qui permettra de connaître la vitesse moyenne, arrêts dé duits.
Bien entendu, dans ce cas, l'aiguille 5 indiquant la vitesse commerciale s'appuiera sur le point d'intersection de l'aiguille des di#tances <I>a.</I> avec celle<I>b</I> indiquant les temps totaux, alors que l'aiguille conjuguée aura son doigt en contact constant avec l'inter section de l'aiguille indicatrice des distances pa ruourues <I>en a</I> et de l'aiguille indicatrice des temps partiels.
Avant d'utiliser l'appareil, il faudra ra mener les deux ou trois écrous en leurs posi tions initiales respectives pour la remise à zéro. Cette opération est réalisée en débrayant à la main, soit directement, soit au moyen de tout mécanisme approprié, les écrous de leurs vis et en les poussant jusqu'aux butées 11 définissant leurs positions initiales.
On obtient ainsi 1 La vitesse moyenne, arrêts déduits. 2 La vitesse moyenne commerciale.
3 La distance parcourue. 4 Le temps total écoulé depuis le départ. 5 Le temps de marche, arrêts déduits. Enfin, on pourra profiter des transmissions de mouvement nécessaires pour la commande de l'appareil, pour actionner simultanément un indicateur de vitesse instantanée, d'un modèle quelconque, qui pourra même être combiné avec l'appareil ci-dessus décrit.